Estadistica fasciculo 1

COLEGIO DE BACHILLERES
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA
E INFERENCIAL I
FASCÍCULO 1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS
ESTADÍSTICA Y SUS FUNCIONES
DE
Autores: Hugo García Mancilla
Juan Matus Parra
1
LA
COLEG IO DE
BACHILLERES
Colaboradores
Asesoría Pedagógica
Irma Cruz Santillán
Revisión de Contenido
Armando Martínez Cruz
Diseño Editorial
Leonel Bello Cuevas
Javier Darío Cruz Ortiz
2
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
PROPÓSITO
5
CAPÍTULO 1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA
ESTADÍSTICA Y SUS FUNCIONES
9
7
1.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA
ESTADÍSTICA Y SUS FUNCIONES
1.1.1 Bosquejo Histórico
9
9
1.1.2 Funciones de la Estadística
14
1.1.3 Aplicaciones
18
1.1.4 Conceptos preliminares
20
1.1.5 Clasificación de la Estadística
26
1.1.6 Estadística Descriptiva
27
1.1.7 Estadística Inferencial
28
1.2 CONCEPTOS BÁSICOS PARA EL
ESTUDIO DE LA ESTADISTICA
30
1.2.1 Presentación de Datos
37
1.2.2 Distribución de Frecuencias
37
1.2.3 Distribución de Frecuencias Absolutas y
Relativas
39
1.2.4 Distribución de Frecuencias Acumuladas
52
3
1.2.5 Gráficas
54
1.2.6 Histograma y Polígono de Frecuencias
55
1.2.7 Polígono de Frecuencia
59
1.2.8 Polígono de Frecuencia Acumulada
62
1.2.9 Gráficas circulares, Diagramas de Barras,
Pictogramas y Gráfico de líneas.
62
RECAPITULACIÓN
74
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
75
AUTOEVALUACIÓN
78
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
87
4
INTRODUCCIÓN
La estadística es una de las herramientas más ampliamente utilizadas en la investigación
científica.
Su aplicación en instituciones gubernamentales y educativas, en los negocios y en la
industria, en la banca y en otros quehaceres diarios hacen de la estadística una
herramienta indispensable.
Sin embargo el término “Estadística” tiene varios significados para diferentes personas;
para la gente común y corriente la estadística solamente significa números. En el
periodo de la mañana se pueden encontrar la estadística más reciente sobre los delitos
de la ciudad; de asesinatos, de robos de automóviles; de asaltos y demás delitos que
hayan sido denunciados en determinado periodo de tiempo; de los nacimientos y
muertes que han ocurrido, o en relación con el deporte, el número de partidos ganados y
perdidos por equipos integrantes de la liga de ese deporte.
Para otras personas es un método para obtener, presentar y escribir grandes cantidades
de datos, y para otras es un método para tomar decisiones en situaciones difíciles.
El objetivo básico de este fascículo es aclarar los significados de Estadística, definir sus
conceptos básicos utilizados con frecuencia y analizar los usos y abusos de los métodos
estadísticos.
Aunque los significados sean diferentes, todos ellos forman parte del concepto total de
“Estadística”. La palabra tiene su sentido más amplio para aquellas personas cuyo
trabajo requiere un conocimiento de los aspectos más técnicos de la estadística. Para
estas personas, la palabra tiene relación con aquellos conceptos y técnicas que se
utilizan en la recopilación, organización, resumen, análisis, interpretación y comunicación
de información numérica.
Estos conceptos y técnicas juegan un papel importante en las actividades que realizan
los profesionales de todas las ciencias.
5
6
PROPÓSITO
La estadística es una rama de las matemáticas aplicadas que surgió por la necesidad
concreta que el hombre tiene de conocer la resolución de problemas relacionados con la
recolección, procesamiento, análisis e interpretación de datos numéricos cuyo
conocimiento le permitirá tomar decisiones acertadas.
Para el conocimiento de la realidad concreta que al hombre le interesa, considera tres
etapas fundamentales que son:
•
•
•
Planear la búsqueda y la obtención de la información.
Sistematizar y organizar la información de tal forma que se pueda describir y
analizar con facilidad.
Efectuar inferencias sobre la realidad a partir de la información obtenida,
haciendo estimaciones o verificando hipótesis.
La interpretación de la información permite obtener conclusiones que enriquecen nuestro
conocimiento de la realidad y nuestra capacidad para transformarla.
El propósito de este fascículo es el de proporcionarte los conocimientos necesarios para
llevar a la práctica las etapas que te permitirán la resolución de cualquier problema
estadístico.
7
8
CAPÍTULO 1
ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA ESTADÍSTICA Y SUS
FUNCIONES
1.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA ESTADÍSTICA Y SUS
FUNCIONES
Al igual que ha ocurrido con otras muchas disciplinas, a lo largo del tiempo se ha
pensado que la estadística es un procedimiento extraordinariamente complicado.
Cuando leemos artículos en los que aparecen resultados estadísticos nos queda la
impresión de que lo dicho en ellos es una verdad absoluta e incontrovertible que está
apoyada por todo un aparato matemático. Esto no es forzosamente cierto, se puede
adquirir con relativa facilidad un conocimiento básico de la estadística.
1.1 Bosquejo Histórico
Iniciaremos el estudio de la estadística con algunos antecedentes históricos, que nos
mostraran sus aplicaciones, por una parte y por otra, su naturalidad en situaciones de la
vida real.
La estadística fue fundada por el londinense John Graunt, “un mercader de mercería”, en
un pequeño libro “Natural and political Observations made upon the Bells of Mortality”.
Este libro fue el primer intento para interpretar fenómenos biológicos de masa y de la
conducta social: a partir de datos numéricos escribir las cifras brutas de nacimientos y
defunciones en Londres, de 1604 a 1661. El opúrculo de Graunt apareció en 1662.
Treinta años más tarde, la Royal Society publicó en su “Philosophical Transactions” un
artículo sobre tasas de mortalidad escrito por el eminente astrónomo Edmund Halley.
Ambas publicaciones constituyen la base de todo trabajo posterior sobre esperanza de
vida, indispensable para la solvencia de las compañías de seguros de vida.
9
John Graunt nació en 1620 en Berchin Lane, Londres, bajo el signo de las siete estrellas,
donde su padre tenía una tienda y el hogar. Aprendió pronto el oficio de vendedor de
mercería y prosperó en el negocio. El éxito le dio la posibilidad de dedicarse a
ocupaciones más amplias que las de la venta de artículos de mercería. Aubrey lo
describe como “una persona muy ingeniosa y estudiosa... se levantaba muy temprano
para sus estudios antes de abrir la tienda”. Se hizo amigo de Sir William Petty, más
tarde autor de un conocidísimo libro sobre la nueva ciencia de la aritmética política, y
probablemente discutió con él las ideas expresadas en sus “Obervations”.
Las tablas de mortalidad, que atrajeron la atención de Graunt, eran publicadas
semanalmente por la compañía de Sacristanes parroquiales y contenían el número de
muertes acaecidas en cada parroquia, sus causas y también un “Recuento de todos los
entierros y bautizos habidos en la semana” en las cuales anotaban el número de
nacimientos de acuerdo a los que acudían al bautismo y lo mismo sucedía cuando
presentaban sus defunciones (en las parroquias se llevaba el control).
Un ejemplo de las observaciones hechas por Graunt en 1632 fueron las siguientes:
Varones
Bautizados Hembras
Total
4,994
4,590
9,584
Varones
Enterrados Hembras
Total
4,932
4,603
9,535
Con estos datos deducía las siguientes observaciones:
a)
b)
c)
d)
Hay más varones que hembras
Pocos murieron de hambre
Hay pocos asesinatos
Los lunáticos son pocos
Las “Observations” impresionaron tan favorablemente a Carlos II, que este propuso
especialmente a Graunt como socio fundador de la recientemente constituida Royal
Society. Para prevenir cualquier posible objeción al hecho de que Graunt era tendero,
“su majestad dio este encargo particular a su Sociedad, de que si encontraban algún
comerciante más de su estilo, lo admitiesen sin más ceremonia”. Graunt fue elegido
socio fundador de la Royal Society en 1662.
El mérito de las “Observations” fue inmediatamente reconocido, y fomentó el estudio de
las estadísticas de vida en el continente. El libro alcanzó varias ediciones. La quinta,
publicada tras la muerte de Graunt fue ampliada por Petty. Los historiadores han
discutido largo tiempo la contribución de Petty al trabajo original. Aubrey que era
malicioso, sólo dice que Graunt fue “inspirado” por Petty, pero implica mucho más.
Parece indudable que el libro es una obra conjunta.
10
Desde luego, Graunt escribió la mayor parte, incluidas las aportaciones científicas más
valiosas. Petty añadió lo que Thomas Browne llamaría “Elegancia”, y así aumentó la
popularidad del libro. Sir William Petty era un hombre presuntuoso y algo engreído,
incapaz de decidir si patrocinar a Graunt o acreditar su trabajo. No hay pruebas de que
alguna vez hubiese entendido la importancia y originalidad de lo que había hecho su
amigo.
Graunt fue miembro del consejo común de la ciudad y desempeñó otros cargos, pero al
convertirse al catolicismo dejó el comercio y cualquier otra obra pública. Graunt tenía
cabeza y talento para el trabajo, y era jocoso y fecundo en su conversación.
Graunt murió de ictericia la víspera de Pascua en 1674 y fue enterrado en la iglesia de
St. Dunston.
John Arbuthnot 1
En los trabajos de Graunt y Halley se basó John Arbuthnot en 1970 para probar la
existencia de Dios. Su argumento dice:
No es posible la suposición de que el sexo está distribuido entre la descendencia
humana en una forma puramente casual; debe intervenir una providencia divina que
controla las proporciones de los sexos.
La demostración de Arbuthnot es el primer ejemplo conocido de inferencia estadística.
Anchenwall un economista, acuñó en 1760 la palabra estadística, que deriva del término
italiano statista. La raíz de la palabra procede del latín status que significa estado o
situación.
1
www_history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/pictDisplay/Arbuthnot.html
11
La Ley de los Grandes Números
En el famoso libro de Jacob Bernoulli, Aos Conjectandi, aparece un teorema de
importancia cardinal para la Teoría de Probabilidades, comúnmente llamado Teorema de
Bernoulli, y también conocido como Ley de los grandes números, nombre que le fue
dado por el matemático francés, Simeon Poisson (1781-1840). Este teorema fue el
primer intento para deducir medidas estadísticas a partir de probabilidades individuales.
El tiempo empleado para escribir este libro no fue perdido, si consideramos la
importancia central del resultado. Matemáticos, científicos y filósofos han dedicado más
de veinte años examinando y discutiendo el significado exacto del Teorema y su alcance
en aplicaciones estadísticas.
El teorema es más sencillo de exponer. De hecho, cuando se ve por primera vez, uno se
pregunta cómo Bernoulli pudo preocuparse durante veinte años y cómo ha promovido
tantas controversias posteriormente. El hecho es, que es un conjunto de sutilezas y
artificios; cuando más lo piensa uno, más complicado lo ve. Bernoulli tuvo un trabajo
loco montando el engranaje, lo cual lo distrajo de prever los embrollos lógicos y
filosóficos que planteaba.
“Si la probabilidad de un suceso es p, y si se hace un número infinito de pruebas, la
producción de aciertos es, sin duda p”. Aquí, tienen una simple exposición del Teorema
de Bernoulli: si la probabilidad de que ocurra un hecho en una prueba única es p, y si se
hacen varias pruebas, inmediatamente y en las mismas condiciones, la proporción más
probable de que ocurran los hechos en el número total de pruebas es también p; aún
más, la probabilidad que la porción en cuestión difiere de p en menos que una cantidad
dada, por pequeña que sea, aumenta al mismo tiempo que aumenta el número de
pruebas.
Tirando al aire su discreción matemática “un estudioso del sujeto llega a esta definición
correcta”.
Otra definición más válida: “En un conjunto bastante amplio de “a” elementos es casi
seguro que la frecuencia relativa de “b” elementos se aproximará a la probabilidad de un
elemento “a” estando “b” dentro de cualquier grado de aproximación deseada”. Aquí la
frase “casi seguro” ha de entenderse como un medio conveniente para decir que hay una
probabilidad tan cercana como queramos a 1.
Como una demostración de la importancia de la Ley de los grandes número en asuntos
prácticos es suficiente mencionar los Seguros.
Supongamos que la probabilidad de que un hombre de cierta edad y constitución muera
en el transcurso de un año es 1/10. si tal individuo decide asegurarse, ésta es la fracción
que ha de tener en cuenta y usar cuando tome su decisión. Pero la compañía de
seguros que se ofrece a cubrir el riesgo de su muerte en este período tiene en
consideración otra probabilidad que se deriva de esta probabilidad. Si hay un gran
número de personas de las mismas características, que aseguran sus vidas en esa
compañía, hay una probabilidad muy elevada de que la compañía no tenga que pagar a
más de, aproximadamente, un décimo de las pólizas. Si, por consiguiente, la compañía
carga en cada caso una prima de más de un décimo del total de la póliza, es muy
probable que tendrá bastante superávit después de pagar todos los derechos, para
cubrir los gastos administrativos y distribuir un dividendo a sus accionistas.
12
Mientras mayor sea el número de personas que se asegura en la compañía, mayor es la
probabilidad de que las finanzas de la compañía sean sanas siempre que las primas
estén calculadas como acabamos de decir. Esta es la consideración fundamental que
distingue el negocio de una compañía de seguros de una apuesta.
Girolamo Cardano 2
Cardano nació en Pravia en 1501 y murió en 1576. Su vida es una serie de actos
incoherentes que pertenecen tanto a la historia de la Matemática como a la de la
Astrología y a la de la Patología. Realizó sus primeros estudios en su ciudad natal y
luego en la Universidad de Padua, donde alcanzó la Licenciatura en Medicina que ejerció
en Sacco y en Milán durante el período de 1524 a 1556. Durante estos años estudió
Matemáticas y publicó sus principales obras. Entre estas destaca el Ars Magna, en la
cual se presentan raíces negativas de una ecuación, algunos cálculos con números
imaginarios y la fórmula de la ecuación cúbica que ha pasado a la historia con el
calificativo de Cardámica, aunque ya se sabe que es de Fortaglia, con quien tuvo una de
las polémicas más agrias en la historia de las Matemáticas.
Se le atribuye la primera discusión sobre “Probabilidad” en su manual para jugadores
“Siber De Ludo Aleae” (Manual para tirar dados).
2
www_history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/pictDisplay/Cardan.html
13
Karl Fredrich Gauss – (1777-1855) –3
Junto con Arquímedes y Newton, Gauss es uno de los tres grandes de la Matemática.
Ellos aportaron conceptos muy útiles en sus distintas ramas tanto en su forma pura como
aplicada.
La precocidad de Gauss fue evidente antes de los tres años de edad. Cuando su padre
hacía la nómina para pago de los trabajadores, sin darse cuenta que su hijo seguía sus
acciones, al terminar, el niño exclamó “Padre el cálculo está equivocado”. Al
comprobarlo notó que el resultado que le dijo el niño era correcto.
Gauss se hizo notable, ya que a los doce años criticó los fundamentos de la Geometría
Euclidiana, a los trece le interesaba la posibilidad de la Geometría No-Euclidiana, a los
quince entendió el concepto de convergencia de líneas y probó el binomio de Newton, a
los dieciocho inventó el método de los mínimos cuadrados, a los diecinueve, el 30 de
marzo de 1796, descubrió la construcción del polígono de 17 lados sólo con regla y
compás.
La ley de Gauss de la distribución normal de errores y su curva en forma de campana
usada por maestros, estadistas, comerciantes, etcétera, se denomina también curva
normal de frecuencias y encuentra sus raíces en la Teoría Matemática de los juegos de
azar.
Su lema fue: Pauca. Sed natura, que significa: “Poco, pero maduro”.
3
www_history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/pictDisplay/Gauss.html
14
Johann Von Neumann – (1909-1957) –4
Epistemólogo austriaco contemporáneo. VON Newsmann llevó a cabo la primera
demostración del Teorema Minimax, base fundamental de la Teoría de juegos, que fue
propuesto primeramente por Emile Borel en 1921. También fue pionero de la Teoría de
Computadoras, habiendo diseñado y construido el llamado MANIAC (analizador
matemático, integrador numérico y computador) en el Instituto para estudios avanzados
de Pinceton, en 1952.
Sus ideas fundamentales sobre la axiomatización de las matemáticas las ha expuesto en
varias memorias especialmente en Eine Axiomatiserung der Mengenlebre, Crelle, 1925 y
Axiomatiserung der Mengenlebre Math, Zaitrehj 1928.
La situación actual de la Estadística se debe al esfuerzo de grandes matemáticos y
científicos. Entre los más famosos se puede mencionar a Laplace, Fermat, Jacques,
Bernoulli y Gauss, quienes intervinieron en el primer y más importante estudio de la
probabilidad en los siglos XVIII y XIX.
El matemático belga Quetelet, los estadísticos escandinavos Charlier y Gram, los
ingleses Pearson, Fisher, Galton, también asociaron sus nombres al progreso de esta
nueva disciplina, a la que dotaron de bases matemáticas sólidas.
Como se observa, la evolución de la Estadística estuvo conformada por una serie de
necesidades que condujeron al hombre a su creación.
4
www_history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/pictDisplay/Von_Neumannn.html
15
1.1.2 Funciones de la Estadística
¿Para qué estudiamos estadística?
Los conceptos y temas de la estadística se utilizan en la actualidad en un gran número
de ocupaciones. Las técnicas estadísticas constituyen una parte integral de las
actividades de investigación en distintas áreas del saber humano.
La persona que comprenda los conceptos estadísticos y su metodología obtendrá mejor
provecho de ellos. Su trabajo tal vez no necesite conocer la estadística sino aquello que
lo faculte para saber cuándo se requieren los servicios de un experto y para poder
comunicarse eficazmente con él.
El profesional, que entiende de estadística puede leer con inteligencia la literatura que
sobre su campo de acción va apareciendo día con día.
Con frecuencia escuchamos en los medios de difusión comentarios como los siguientes:
•
Se ha demostrado estadísticamente que el mayor porcentaje de las ventas de
automóviles se registran en el primer trimestre del año.
•
La explotación de petróleo crudo en el último trimestre del año de 1993 ascendió a
285 millones de barriles, cuyo producto fue de 3698 millones de dólares.
•
Estadísticamente se ha demostrado que el huevo produce el colesterol en las
personas que consumen mucho este producto.
•
Se ha comprobado estadísticamente, que la pasta dental de mayor aceptación por el
público es la que produce la fábrica Colgate-Palmolive.
Todas estas expresiones nos indican que la Estadística es una herramienta que ayuda a
conocer la realidad. Sin embargo, también puede servir para distorsionar la verdad si no
se tiene cuidado al usar los métodos estadísticos adecuadamente y si la interpretación
de los resultados lo hacen incorrectamente.
Es famoso la frase que en cierta ocasión el ministro inglés Benjamin Disraeli dijo: Hay
tres clases de mentiras que son: “Las simples, las malvadas y las de la Estadística”.
Esta acusación hecha hace muchos años, ha llegado a convertirse en una descripción
adecuada de algunos engaños que se pueden realizar mediante la Estadística.
Sucede algunas veces que en la presentación de resultados de alguna investigación
poco seria, se utiliza la Estadística para dar la impresión de que todo ha sido realizado
16
en forma científica y al comprobarlo, resulta que la información fue alterada con la
finalidad de obtener un resultado favorable pero falso.
Se debe tener cuidado en los reportes estadísticos en no caer en una falacia; para
evitarlo se debe tener una actitud crítica hacia cualquier escrito que leamos. Así mismo
hacer un análisis cuidadoso que nos indique si el contenido y la interpretación son
correctas o si se ha hecho un mal uso de la Estadística.
Para un análisis crítico de la información contenido en un reporte, debemos contestarnos
las siguientes preguntas:
1) ¿Cómo es la muestra?
La muestra debe ser representativa de la población en estudio.
2) ¿Qué se está midiendo y cómo?
Es importante saber de qué manera se obtienen los datos y si las características de
interés pueden ser medidas.
Ejemplo:
Se desea saber qué tiempo en horas un alumno dedica al estudio, para ello el
encuestador le hace la siguiente pregunta:
Tú estudias dos horas diarias, ¿verdad?
Esta forma de obtener la información es incorrecta toda vez que la respuesta es guiada
por el encuestador y la mayoría van a ser afirmativas.
3) ¿Qué se está probando y cómo?
Si el reporte incluye la prueba de alguna hipótesis, entonces hay que buscar el
planteamiento explícito de ésta; haciendo uso de los métodos estadísticos
apropiados y en especial los inferenciables.
4) ¿Se está hablando siempre de lo mismo?
Con frecuencia se usan datos reales para obtener conclusiones falsas.
En algunos estudios las trampas de este tipo pueden estar en proceso de medición,
veamos el siguiente.
Ejemplo:
17
En un poblado del Edo. De México se levantó un censo de todos los habitantes que no
sabían leer para inscribirlos en los cursos de INEA. El encuestador reportó 3000
analfabetos que fueron los que detectó, pero él no sabía que mucha de esta gente no
querían aprender a leer y por lo tanto no se presentaron para su reporte.
En el mismo poblado se anunció por la radio que toda persona que no supiera leer, el
programa de “solidaridad” le otorgaría $ 50,000 pesos mensuales de ayuda por lo tanto
debían anotarse en la presidencia municipal las personas que cubrieran el requisito.
A este anuncio acudieron 7,000 personas que no sabían leer. Esto nos muestra que la
información no siempre va a ser verdadera y en casos como estos, depende del interés
de la gente.
5) ¿Tiene sentido la información?
Esta pregunta nos invita a analizar la información reportada y nosotros debemos ver
si es congruente con el sentido común.
Ejemplo:
Un estudio reporta que la cosecha de frijol en el estado de Hidalgo está en relación
directa con la precipitación pluvial, es decir, si llueve más, hay mayor cosecha. Esto es
cierto en determinados límites toda vez que con demasiada lluvia se arruina la cosecha.
6) ¿Qué información falta?
Existe información que no es estrictamente estadística pero es necesaria para poder
captar la que nos interesa por estar relacionada con ella.
Ejemplo:
En una librería se reportó que en tan sólo un mes se duplicaron las ventas, sin embargo,
no se especificó que se refiere al mes de septiembre que fue el inicio de clases y
además aumentó el costo de los libros debido a la demanda.
7) ¿Quién lo dice?
Muchas de las estadísticas que dan los medios de difusión se basan en la
publicidad.
Ejemplo:
Un anuncio de la televisión dice: “K2 su fábrica amiga en tan sólo un mes vendió
50,000 colchones; pero aún nos quedan 1,000 que se rematan a un precio muy bajo,
venga y llévese el suyo. ¿Será cierta esta información, o solamente es un comercial
sensacionalista?
18
8) ¿Es correcta la representación gráfica que nos muestra la información?
Las representaciones gráficas también pueden ser engañosas toda vez que algunas
veces se toman dos escalas diferentes para graficar el fenómeno, una para el eje
horizontal y otra para el eje vertical, y si esto no se analiza con cuidado, se puede
caer en una inferencia falsa.
De todo lo anterior podemos concluir que algunos reportes, ya sean gráficos o escritos
que incluyen un informe estadístico, puede mentir; pero esto no quiere decir que siempre
sea así.
Generalmente la Estadística se usa correctamente para poder obtener inferencias
verdaderas.
Para no dejarte engañar es necesario que conozcas y manejes los aspectos de la
Estadística y analizar con actitud crítica toda clase de información estadística.
ACTIVIDAD DE REGULACION
Recorta de periódicos o revistas los artículos referentes a información estadística. Lo
podrás reconocer por la presencia de gráficos de números, como promedios,
porcentajes, etcétera.
Analiza los recortes obtenidos y escribe en tu cuaderno las siguientes observaciones:
a)
b)
c)
d)
¿Qué variables se estudian de la población?
¿Qué características se reportan?
¿Cómo crees que se obtuvo la información?
¿Qué inferencia o conclusión se desprende del trabajo estadístico reportado?
Para cualquier duda consulta con tu profesor o asesor quien te indicará si tus respuestas
son correctas.
1.1.3 Aplicaciones
¿En qué áreas se aplica la Metodología Estadística?
La metodología estadística se emplea en muchos campos. Se ha visto que la estadística
es una disciplina que ayuda a diseñar el esquema de búsqueda y registro de información
para describirla y analizarla con facilidad y mediante estimaciones, obtener conclusiones
que enriquecen el conocimiento de la realidad.
19
La estadística día a día gana terreno en su aplicación en toda actividad humana por
simple que ésta sea.
La estadística se aplica en los programas de Gobierno, Ingeniería, Agronomía,
Economía, Medicina, Biología, Psicología, Pedagogía, Sociología, Física, etcétera; no
hay alguna ciencia que no la use o profesión que no la aplique.
Algunos ejemplos del uso de la estadística son:
1)
En las agencias gubernamentales, tanto federales como estatales utilizan la
estadística para realizar planes y programas para el futuro.
2)
En el campo de la ingeniería se aplica en muchas de sus actividades tales como:
a)
b)
c)
d)
La planeación de la producción.
El control de calidad.
Las ventas.
El almacén, etcétera.
3)
En la Sociología se aplica para comparar el comportamiento de grupos
socioeconómicos y culturales y en el estudio de su comportamiento.
4)
En el campo económico su uso es fundamental para informar el desarrollo
económico de una empresa o de un país que da a conocer los índices económicos
relativos a la producción, a la mano de obra, índices de precios para el consumidor,
las fluctuaciones del mercado bursátil, las tasas de interés, el índice de inflación, el
costo de la vida, etcétera.
Todos estos aspectos que se estudian, se reportan e informan, no solamente
describen el estado actual de la economía sino que trazan y predicen el camino de
las futuras tendencias. Así mismo sirve a los encargados de las agencias, para
tomar decisiones acertadas en sus operaciones.
5)
En el campo demográfico la Estadística se aplica en los registros de los hechos de
la vida diaria, tales como:
•
•
•
•
•
•
Nacimientos.
Defunciones.
Matrimonios.
Divorcios.
Adopciones.
Etcétera.
20
En materia de población los datos aportan una buena ayuda para fijar la política de
estímulos al control de la natalidad, dirigir la inmigración o emigración, establecer los
planes de lucha contra las enfermedades epidémicas o plagas que azotan los
campos, etcétera.
6)
En el campo educativo la Estadística contribuye al conocimiento de las condiciones
fisiológicas, psicológicas y sociales de los alumnos y de los profesores. Al
perfeccionamiento de los métodos de enseñanza y de evaluación.
7)
Industria. La mayor parte de los industriales la utilizan para el control de calidad.
8)
Agricultura. Se emplea en actividades como experimentos sobre la reproducción de
plantas y animales entre otras cosas. También se usa la Estadística para
determinar los efectos de clases de semillas, insecticidas y fertilizantes en el campo.
9)
Biología. Se emplean métodos estadísticos para estudiar las reacciones de las
plantas y los animales ante diferentes períodos ambientales y para investigar la
herencia. Las leyes de Mendel sobre la herencia en donde los factores hereditarios
se atribuyen a unidades llamadas genes y al estudio sistemático de los
cruzamientos entre individuos portadores de genes diferentes, lo que ha permitido
precisar de qué manera los genes se separan o se reúnen en las generaciones
sucesivas. La verificación de las hipótesis formuladas por Mendel y sus
continuadores necesitó el empleo de la Estadística, la cual en este caso ha lanzado
las primeras luces sobre el mecanismo de la herencia.
10) Medicina. Los resultados que se obtienen sobre efectividad de fármacos se
analizan por medio de métodos estadísticos. Los médicos investigadores se ayudan
del análisis estadístico para evaluar la efectividad de tratamientos aplicados. La
Estadística también se aplica en el establecimiento y evaluación de los
procedimientos de medida o clasificación de individuos con el propósito de
establecer la especificidad y sensibilidad a las enfermedades.
11) Salud. Los técnicos de la salud la utilizan para planear la localización y el tamaño
de los hospitales y de otras dependencias de salud. También se aplica en la
investigación sobre las características de los habitantes de una localidad, sobre el
diagnóstico y la posible fuente de un caso de enfermedad transmisible; sobre la
proporción de personas enfermas en un momento determinado, de ciertos
padecimientos de una localidad, sobre la proporción de enfermos de influenza en
dos grupos, uno vacunado contra el padecimiento y el otro no. También se aplica
en cualquier otro tipo de investigación similar a éste.
12) Psicología. Los psicólogos se valen de los conceptos y técnicas de la estadística
para medir y comparar la conducta, las actitudes, la inteligencia y las aptitudes del
hombre.
13) Negocios. Los hombres de negocios pueden predecir los volúmenes de venta,
medir las reacciones de los consumidores ante los nuevos productos, etcétera.
21
14) En la Física se utiliza la Estadística para obtener datos y probar hipótesis.
1.1.4 Conceptos Preliminares
¿Qué es la Estadística?
La mayor parte de las palabras tienen varios significados. La palabra “Estadística” no es
una excepción. En el lenguaje común, la palabra se emplea para denotar un conjunto de
calificaciones o de números, por ejemplo: una persona puede preguntar “¿has visto las
últimas estadísticas acerca del desempleo?”. El comentarista de deportes puede decir
“estas son las estadísticas para la primera mitad del partido”, o “¿has leído las
estadísticas de accidentes en carreteras durante las vacaciones?”.
El término
estadística empleado así significa más que datos numéricos y no debe confundirse con
la misma palabra empleada en este fascículo.
El término “estadística” también se emplea para designar un área de estudio: una
disciplina. Como área de estudio, la Estadística proporciona los métodos que ayudan a
resolver los problemas correspondientes, para ello es necesario conocer los conceptos
básicos que conforman los contenidos de esta materia tales como:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Población.
Muestra.
Variable de Estudio.
Datos u observaciones.
Parámetros.
Estadígrafos o Estadísticos.
Veamos el siguiente ejemplo:
En el plantel 11 del Colegio de Bachilleres se aplicó una encuesta a 50 profesores de las
diferentes áreas acerca de la adquisición anual de libros de la materia que imparten;
para mantenerse actualizados.
Los resultados se muestran en la siguiente tabla:
No. De Libros
0
1
2
3
4
5
6
7
Total
No. De Profesores
4
5
6
10
8
7
6
4
50
22
La población en este caso son todos los profesores del Plantel 11. Cada uno de los
profesores seleccionados y que se les aplicó la encuesta es un elemento, un dato o una
observación y todos ellos forman una muestra representativa de la población.
Veamos otro ejemplo:
Iván Jerónimo es un alumno de la UNAM y ha participado en los concursos deportivos
que la Institución organiza cada año. Iván es un corredor de los cien metros planos y
cada vez que corre se impone un nuevo récord.
Los tiempos que ha establecido se muestran en la siguiente tabla:
No. de Participaciones
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo en segundos
11.2
10.8
10.7
10.6
10.5
10.4
10.3
Analiza el ejemplo de los maestros y en base a estos conceptos, contesta en la línea las
siguientes preguntas de este ejemplo:
- ¿Cuántas observaciones se tienen? _______________________________________
- ¿Cuántos datos son del problema? _______________________________________
- ¿Cuántos elementos tiene la muestra? ____________________________________
- ¿Cuál sería la población? _______________________________________________
De los ejemplos anteriores podemos ver que al realizar un experimento para conseguir
información acerca de un problema, se tiene un conjunto de resultados en que cada uno
corresponde a una observación.
Ejemplo:
Se desea conocer la estatura de cada alumno del Plantel 2 del C.B.
El número de estudiantes que tiene el Plantel 2 es de 8,000 alumnos.
De este ejemplo contesta lo siguiente:
- ¿Cuántos elementos tiene la población?
- ¿Cuál es el número máximo de observaciones? _____________________________
23
- ¿Cuál es el número mínimo de observaciones? _____________________________
- Para no tener que medir a todos ¿qué propondrías? _________________________
De los ejemplos anteriores habrás notado que los datos se obtienen mediante la
observación del fenómeno que interesa estudiar. También se obtienen de los
documentos donde se reportan los hechos.
Veamos el siguiente ejemplo:
Se desea conocer el número de pacientes a quienes se les tomó placas de rayos X en el
Hospital “Primero de Octubre”, en el primer trimestre del año de 1993.
Para recabar esta información hay varias formas que son:
-
Preguntarle al médico de guardia.
Recurrir al expediente de los enfermos.
Recurrir al informe de los médicos.
Recurrir al informe del operador de la máquina de rayos X.
Contesta en la línea a ¿cuál de los anteriores recurrirías? _______________________
¿Por qué? _____________________________________________________________
La información la podemos obtener en las diferentes instituciones que diariamente
reportan su información tales como:
-
Los bancos registran datos importantes.
Las Iglesias registran nacimientos, defunciones y otros.
Las Escuelas también registran datos importantes que en cualquier momento puede
servir para realizar la investigación deseada.
Actualmente el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (I.N.E.G.I.), es
un auxiliar muy importante para los trabajos estadísticos ya que conserva mucha
información importante que puede ayudar al estudio que se quiera realizar.
Si la información que se desea recabar no se encuentra en alguna dependencia,
entonces es necesario realizar una investigación de campo para obtenerla y en este
caso es necesario definir con precisión qué datos nos interesan para planear la forma de
obtenerlos, ya que no solamente se estudian conjuntos de personas sino de cosas,
objetos, entidades y desde varios puntos de vista; en las cuales será necesario medir
características distintas.
Veamos el siguiente ejemplo:
24
Del conjunto de trabajadores de una industria, nos interesaría conocer varias
características tales como:
a) La edad para saber cuántos están próximos a su retiro o para determinar la edad
promedio de los trabajadores.
b) El peso promedio para saber si pueden desarrollar determinado trabajo donde el
peso es importante.
c) El grado de estudios de cada uno para saber si se les puede impartir cursos de
preparación para el trabajo que requieren conocimientos de nivel medio superior,
etcétera.
De los anterior podemos concluir que de acuerdo con la necesidad, se define la variable
que se va a medir.
Una vez definida la variable se determina la población estadística.
Definición
Población estadística es un conjunto de personas, entidades u objetos del
cual se quiere saber algo que nos interesa para tomar una determinación
acertada.
Para facilitar el estudio de las poblaciones éstas se clasifican en:
a) Población finita.
b) Población infinita
Muestra
Una muestra es un conjunto de medidas u observaciones tomadas a partir de una
población dada; es un subconjunto de la población. Desde luego, el número de
observaciones en una muestra es menor que el número de posibles observaciones en la
población, de otra forma, la muestra será la población misma. Las muestras se toman
debido a que no es factible desde el punto de vista económico usar a toda la población.
En algunos casos es imposible recolectar todas las posibles observaciones en la
población.
Por ejemplo, si se desea estimar el gasto promedio anual de los estudiantes del C.B., se
extraería una muestra formada por cierto número de estudiantes, se determinaría el
gasto anual correspondiente a cada uno de ellos y después se obtendría el promedio.
Se utiliza una muestra debido a que simplemente no se tiene el tiempo ni los recursos
25
para establecer el contacto con todos los estudiantes del C.B., aun cuando es posible
hacerlo.
Definición
Muestra representativa es un subconjunto de la población que se estudia
para determinar el parámetro que describe la característica deseada de la
misma.
POBLACIÓN
MUESTRA
Todas las muestras son subconjuntos de la población pero no todas son representativas.
Las muestras representativas se selecciona aleatoriamente.
Definición
Muestra aleatoria es aquella que se obtiene de tal manera que cada posible
observación disponible en la población, tiene la misma probabilidad de ser
seleccionada.
Para poder obtener estas muestras es necesario que no intervenga la preferencia del
investigador por algún elemento de la población; es decir, cada elemento de la población
deberá tener igual oportunidad de ser seleccionado.
Los promedios y proporciones muestrales son características medibles de las muestras
respectivas y se les llama estadísticas o estadígrafos.
Ejemplo:
En un campo de experimentación agrícola se ha desarrollado una variedad de jitomate.
Se desea determinar el peso promedio de los jitomates de cada planta.
Del problema anterior determinar el parámetro y el estadígrafo.
Solución:
El parámetro de la población es: El peso promedio de todos los jitomates producidos por
cada planta en una cosecha determinada.
26
ACTIVIDAD DE REGULACION
El estadístico o estadígrafo es el peso promedio de todos los jitomates producidos por
planta, en una muestra aleatoria de plantas cultivadas de la cosecha.
Del siguiente problema identifica y escribe en la línea cuál es la población, la muestra, el
parámetro y el estadígrafo.
De todos los estados de la República Mexicana se desea saber el ingreso bruto sobre
recaudación de impuestos sobre la renta y el promedio de ingresos de diez de los
estados tomados al azar.
La población es _________________________________________________________
La muestra es __________________________________________________________
El parámetro es _________________________________________________________
El estadígrafo o estadístico es _____________________________________________
Los especialistas en Estadística emplean estadísticas muestrales para realizar
inferencias acerca de los parámetros de la población.
El número de datos que constituye una muestra se llama tamaño de la muestra y se
simboliza con la letra (n). El número de datos de una población se simboliza con la letra
(N).
1.1.5 Clasificación de la Estadística
En base a lo que se ha dicho se concluye, que la Estadística como disciplina o área de
estudio comprende técnicas descriptivas como inferenciales. Incluye la observación y
tratamiento de datos numéricos y el empleo de los datos estadísticos con fines
inferenciales.
Para su estudio se clasifica de la siguiente forma:
Descriptiva
Estadística
Inferencial
27
Definición
La Estadística es el estudio científico relativo al conjunto de métodos
encaminados a la obtención, representación y análisis de observaciones
numéricas, con el fin de describir la colección de datos obtenidos, así como
inferir generalizaciones acerca de las características de todas las
observaciones y tomar las decisiones más acertadas en el campo de su
aplicación.
1.1.6 Estadística Descriptiva
El origen de la Estadística descriptiva puede relacionarse con el interés por mantener
registros gubernamentales hacia fines de la Edad Media. Cuando los estados
nacionalistas empezaron a surgir durante ese período, se volvió necesario obtener
información acerca de los territorios bajo la jurisdicción de cada nación. Esta necesidad
de información numérica acerca de los ciudadanos y recursos lleva al desarrollo de
técnicos para obtener y organizar datos numéricos.
Hacia fines del siglo XVII, ya existían investigaciones semejantes a nuestros censos
modernos. Al mismo tiempo, las compañías de seguros empezaban a recopilar tablas
de mortalidad para determinar las primas de seguros de vida.
En las primeras etapas de desarrollo, la estadística incluía poco más que la obtención,
clasificación y presentación de datos numéricos. Aún hoy en día, estas actividades
siguen siendo una parte importante de la Estadística.
A continuación se da una definición de Estadística Descriptiva.
“La Estadística Descriptiva es el estudio que incluye la obtención,
organización, presentación y descripción de información numérica”.
Ejemplo:
Un director de escuela desea conocer las aptitudes de cinco secretarias que trabajan en
dicha institución.
Se aplica una prueba de aptitudes a las cinco secretarias y las calificaciones son 82, 85,
95, 92 y 91. La medida estadística que emplea el Director es la aptitud promedio o
media aritmética, la cual es la suma de los valores obtenidos dividida por el número de
observaciones. Entonces, la calificación promedio es:
82+85+95+92+91 = 445 = 89
5
5
28
El cálculo de la media aritmética, simple como es, es una parte importante de la
estadística descriptiva. El resultado se limita a los datos obtenidos en este caso
particular y no implica ninguna inferencia o generalización acerca de las aptitudes de
otras secretarias. Este método es de naturaleza descriptiva, debido a que el promedio
condensa y describe la información obtenida, por ejemplo en el caso de las secretarias
significa que el promedio de las aptitudes de las cinco secretarias es 89%.
La descripción de los datos también puede hacerse usando representaciones gráficas
como veremos posteriormente.
1.1.7 Estadística Inferencial
Si el interés del Director de la escuela va más allá de la información obtenida, necesitará
otras técnicas distintas a loa métodos descriptivos.
Por ejemplo; podría desear conocer la aptitud promedio de las demás secretarias, pero
carece del tiempo o de los recursos para aplicar una prueba a todas ellas. Podría utilizar
la calificación promedio de las cinco secretarias como base para realizar una inferencia o
estimación acerca de la aptitud promedio de todas las secretarias.
Con ese fin, necesitará conocer otra rama de la Estadística conocida como Estadística
Inferencial o Inferencia Estadística.
Definición
“La inferencia estadística es una técnica mediante la cual se obtienen
generalizaciones o se toman decisiones en base a una información parcial o
completa obtenida mediante técnicas descriptivas”.
Para concluir diremos que existe otra gran división de las técnicas estadísticas:
a) Estadística Paramétrica.
b) Estadística No Paramétrica.
La Estadística Paramétrica es un conjunto de técnicas desarrolladas para niveles altos
de medición como el de intervalos.
Los métodos paramétricos permiten hacer inferencias acerca de parámetros
poblacionales de las distribuciones. Estos métodos fueron los primeros en ser
desarrollados por los investigadores de la Estadística.
29
La Estadística no paramétrica es un conjunto de técnicas diseñadas para niveles de
medición menores, por ejemplo, el nominal y ordinal, para efectuar estimaciones no
habrá parámetros en estricto sentido.
A los procedimientos estadísticos que no dependen para su validez de la forma funcional
de la distribución original de la población se les denomina procedimientos no
paramétricos o libres de distribución.
Los Procedimientos No Paramétricos disponibles actualmente ofrecen varias ventajas
para el investigador y analista de datos; entre ellos se pueden mencionar los que
estableció Bradley en 1968:
1) La mayoría de los procedimientos no paramétricos se basan en un conjunto mínimo
de suposiciones y esto tiende a reducir la posibilidad de utilizarlos inadecuadamente.
2) Los cálculos aritméticos necesarios para la aplicación de muchos procedimientos no
paramétricos son cortos y fáciles, de manera que con su empleo se puede ahorrar
tiempo.
3) Los procedimientos no paramétricos son por lo general fácilmente comprensibles
para personas no muy formadas matemática o estadísticamente.
4) Se pueden aplicar los procedimientos no paramétricos cuando los datos que se van
a analizar consisten más bien en rangos o conteos de frecuencia tales como
porcentaje de pruebas, estatura, peso, longitud, entre otras.
30
1.2 CONCEPTOS BÁSICOS PARA EL ESTUDIO DE LA ESTADÍSTICA
El objetivo de la Estadística como disciplina, es ayudar a:
a) Planear la búsqueda y obtención de la información.
b) Organizar y sistematizar la información para su descripción y análisis.
c) A partir de la información organizada, efectuar inferencias a través de la estimación y
contrastación de hipótesis.
A través de estas etapas que estudiaremos en este fascículo, se obtiene la resolución de
cualquier problema que nos interese. La Estadística nos proporciona los métodos
correspondientes que facilitan la realización de cada una de las etapas que
analizaremos.
a) PLANEACIÓN.
Para la planeación de cualquier actividad es necesario dar respuesta a los siguientes
cuestionamientos:
1. ¿Qué problema me interesa resolver?
2. ¿Cómo lo voy a resolver?
3. ¿Para qué lo voy a resolver?
Dar respuesta a la primera pregunta implica determinar la población o muestra y fijar las
variables para su estudio.
Como ya se dijo en párrafos anteriores, para disminuir tiempo y costo en lugar de
trabajar con una población, se determina una muestra representativa de ésta, por lo que
en la planeación se fija la forma de tomar la muestra.
Para dar respuesta al segundo cuestionamiento es necesario fijar la variable o variables
de estudio, cómo se van a determinar, si ya existe esa información a quién debe
solicitarse, si no existe entonces cómo se va a buscar, si es necesario una investigación
de campo, elaborar el material necesario para realizarlo. La forma más usual para
recolectar datos es mediante una encuesta, ésta debe elaborarse de tal forma que se
tenga toda la información necesaria y evitar la innecesaria, que solamente dificulta el
trabajo.
¿El para qué?
No permite tener presente el problema por resolver con el fin de fijar con precisión las
variables que permitirán la resolución del mismo y con ello estar en posibilidad de tomar
una decisión correcta.
La planeación se concluye con un breve curso informativo que se da los participantes en
el trabajo de campo, con el fin de conocer los materiales que se deban llenar para
recopilar la información.
31
Al finalizar el curso se procede a la recopilación de la información que se concentra para
el trabajo de gabinete.
Las variables constituyen la herramienta fundamental de la Estadística, por que son la
base esencial del estudio que se desea realizar y por tal motivo analizaremos cómo
pueden ser éstas.
Las variables son:
-
Características.
-
Atributos.
-
Rasgos.
-
Cualidades.
ACTIVIDAD DE REGULACION
Investiga en un diccionario el significado de cada uno de los términos anteriores.
La variable es un propiedad intrínseca de individuos, objetos o grupos que interesan
para un determinado estudio científico.
1. Ejemplos de variables:
a) Un grupo de científicos desea conocer el I.Q. de un grupo de niños (variable
“I.Q.”).
b) El director de una obra teatral desea conocer el color de ojos de un grupo
seleccionado para el montaje (variable “color de ojos”).
c) Los cirujanos de una clínica desean conocer el tipo de nariz que tiene cada
habitante de una colonia (variable “tipo de nariz”).
d) El director General del Colegio de Bachilleres desea conocer el índice de
aprovechamiento de los alumnos de un plantel, en la materia de Estadística
(variable “índice de aprovechamiento en Estadística”).
e) El gerente de una empresa desea conocer la dureza de ciertos lingotes de acero
que adquirió en la planta de fundición (variable “dureza del acero”).
32
ACTIVIDAD DE REGULACION
De acuerdo a lo que investigaste en el diccionario, analiza cada uno de los ejemplos
anteriores y escribe en la línea la variable en cada caso:
i)
¿A qué tipo corresponde característica, atributo, rasgo, etcétera?
__________________________________________________________________
ii)
De cada uno de los ejemplos explica con tus propias palabras para qué se desea
conocer dicha variable.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Comenta tus respuestas con tu profesor o asesor.
De acuerdo con el tipo de medida que describe cada una de las variables, éstas se
clasifican en dos tipos que son:
1. Variables cualitativas.
2. Variables cuantitativas.
Las variables cualitativas se subdividen en:
a) Nominales
b) Ordinales
Usaremos los siguientes ejemplos para ilustrar estos conceptos:
2. Un empresario desea saber entre las marcas de carro (Ford, Nissan, Chrysler),
cuál es el de preferencia de los habitantes de una ciudad de la República; para
ello se encuesta a 20 personas habiéndose obtenido los siguientes resultados:
F, N, C, F, C, C, N, C, F, N,
N, N, F, C, N, F, N, C, F, N.
Escribe en la línea cuál es la variable: _________________________________
¿Qué marca es la de mayor preferencia? ______________________________
Explica con tus propias palabras, ¿cuál es el objetivo de la investigación?.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
33
En este ejemplo los habitantes se agrupan en tres categorías de acuerdo a su
preferencia:
Los que prefieren la marca Ford.
Los que prefieren la marca Nissan.
Los que prefieren la marca Chrysler.
Cuando los valores de una variable permiten únicamente ubicar a cada individuo
en una categoría y no hay orden entre estos valores la variable se llama
“Cualitativa”.
3. El maestro del grupo 502 del plantel 2 “Cien Metros”, evaluó el grado de
aprovechamiento en el curso de estadística, bajo la siguiente escala: Excelente,
Bien, Regular, Mal; habiendo obtenido los siguientes resultados:
R, B, M, R, E, M, B, R, R, M, B, E, B, R, B,
B, R, B, B, R, B, M, E, R, R, B, B, E, B, R,
R, R, B, B, R, B, R, R, B, E, M, R, B, R,
Del problema anterior constes las siguientes preguntas:
¿Cuál es la variable que se está evaluando? ___________________________
¿Cuántos alumnos obtuvieron E? ____________________________________
¿Cuántos alumnos obtuvieron B? ____________________________________
¿Cuántos alumnos obtuvieron R? ____________________________________
¿Cuántos alumnos obtuvieron M? ____________________________________
¿Cuántos elementos tiene la muestra? ________________________________
¿En cuántas categorías se agrupan los elementos? ______________________
¿Qué tipo de variable es la que se está evaluando? ______________________
Cuando los valores de una variable cualitativa se pueden agrupar en un
determinado orden, la variable se conoce como “variable cualitativa ordinal”.
34
ACTIVIDAD DE REGULACION
En el ejemplo anterior indica otra forma de ordenar los resultados: _________________
______________________________________________________________________
Define con tus propias palabras:
a) Variable cualitativa nominal: ______________________________________
__________________________________________________________________
b) Variable cualitativa ordinal: _________________________________________
__________________________________________________________________
c) Escribe en tu cuaderno 3 ejemplos donde la variable que se investiga sea:
“Cualitativa nominal”.
d) Escribe 3 ejemplos donde la variable que se investiga se: “Cualitativa ordinal”.
Definición
Variable cualitativa es cuando solamente se busca en ella una cualidad o un
atributo.
Variable cualitativa nominal es aquella que agrupa los elementos en categorías
sin tener un orden.
Variable cualitativa ordinal es cuando las categorías en que se agrupan los
elementos, pueden ser ordenados.
4. El médico de una guardería desea saber el crecimiento que tuvo cada niño a su
cuidado, durante los primeros 6 meses del año, para ello se obtuvieron los
siguientes resultados en centímetros:
8, 8, 7, 5, 4, 3, 4, 7, 5, 9, 3, 4, 7, 6, 5, 7, 3
5, 4, 5, 3, 9, 7, 6, 8, 4, 6, 9, 7, 8, 3, 4, 9, 5
35
Escribe la variable que se investiga en este ejemplo: _____________________
¿Qué tipo de variable es? __________________________________________
En este ejemplo puedes observar que a la variable (crecimiento en 6 meses) se
le puede asociar un número que la define.
Si a la variable se puede asociar un número mediante el cual podemos hacer
comparaciones u operaciones, esta variable se llama “Cuantitativa o numérica”.
ACTIVIDAD DE REGULACION
El director del hospital “1º de Octubre” del ISSSTE desea saber el número de
pacientes atendidos en la sala de Urgencias, en el mes de septiembre, y para ello
se obtuvieron los siguientes datos:
18, 25, 15, 30, 22, 27, 15, 18, 21, 19,
28, 27, 16, 19, 18, 30, 17, 16, 20, 15,
14, 19, 23, 27, 17, 14, 16, 20, 21, 28,
¿Cuál es la variable que se investiga? ___________________________________
¿Qué tipo de variable es? _____________________________________________
Si solamente hay dos doctores en la sala, qué decisión tomarías si tu fueras el
Director? ¿Por qué? _________________________________________________
__________________________________________________________________
Definición
Variable cuantitativa es aquella que se puede asociar con un número con el
cual podemos realizar operaciones o comparaciones.
En el ejemplo anterior, la variable es “pacientes atendidos en el día”, a ésta se le asocia
un número que cuantifica a los pacientes atendidos. Esta variable nunca podrá tomar
valores fraccionarios, por que siempre se hablará de personas y no de partes de una
persona; en estos casos en que la variable siempre tomará valores enteros se le llama
variable “discreta”.
36
Definición
Variable cuantitativa discreta es la que siempre se asocia con valores enteros.
En el ejemplo número 4 donde la variable es “crecimiento durante 6 meses”, en los datos
obtenidos podemos ver que la variable toma valores fraccionarios, en estos casos la
variable se llama “Continua”.
definición
Variable cuantitativa continua es la que se puede asociar con valores de un
intervalo de número reales.
Las variables estudiadas de acuerdo con sus características, se resumen en el siguiente
cuadro:
CUALITATIVA
a) Nominal
b) Ordinal
VARIABLE
CUANTITATIVA
a) Discreta
b) Continua
ACTIVIDAD DE REGULACION
En el siguiente problema analiza los resultados y escribe en la línea el tipo de variable
que se trate.
Los cirrícula de los investigadores de la UNAM registran los datos siguientes:
1.
Nombre:
__________________________________________________________________
2.
Edad: __________________________
3. Estatura: _____________________
4.
Grado académico: ________________
5. Número de investigaciones: ______
6. Experiencia en tipos de investigación: ____________________________________
7. Número de conferencias impartidas: ______________________________________
37
De los ejemplos anteriores habrás notado la importancia que tienen las variables en el
estudio estadístico de un problema.
1.2.1 Presentación de Datos
Una vez que se han obtenido los datos y que se ha hecho el estudio de los valores que
pueden tomar las variables, la primera tarea de la Estadística es la de ordenar y
presentar los datos en tablas que permitan ver la tendencia de los mismos. Ordenados
los datos se facilita su representación en diagramas y gráficas de diferentes tipos.
En esta unidad se verá la forma de describir, presentar, ordenar, resumir la información
en tablas y su presentación en diferentes tipos de gráficas.
1.2.2 Distribución de Frecuencias
Los datos agrupados en tablas, nos permiten ver con facilidad el número de
observaciones iguales o comprendidos en un intervalo, a este número de repeticiones
iguales de la variable se llama frecuencia y se denota por fi. Otros valores relacionados
con la frecuencia son:
La frecuencia relativa que se denota por fr.
La frecuencia acumulada que se denota por Fi.
La frecuencia relativa acumulada que se denota Fr.
En esta unidad analizaremos, ejemplificaremos y gratificaremos los datos de estos
conceptos.
Escalas de Medición.
La clasificación que hemos hecho de las variables, depende del nivel de medición de la
característica deseada.
En nivel de medición también denominados escalas de medición, lo podemos clasificar
en:
1. Nominal.
2. Ordinal.
3. Por intervalo.
38
De acuerdo con esta clasificación podrás notar que dependen del tipo de variable que se
analiza y por lo tanto reciben el mismo nombre de éstas.
5. En la carrera de caballos que se realizó el jueves 16 de septiembre corrieron 10
caballos, los cuales se numeraron de la siguiente forma:
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
Al finalizar la carrera, el primer lugar lo obtuvo el 13, el segundo lugar el 19, y el
tercer lugar el 16. El primer lugar hizo un tiempo de 15.3 minutos, el segundo
lugar 15.5 y el tercer lugar 15.8 minutos.
Definición de variables:
a) Número de caballo (variable cualitativa nominal).
b) Lugar que ocupó (variable cualitativa ordinal).
c) Tiempo que hizo (variable cuantitativa continua).
Definición de escalas de medición:
a) Nominal (numeración de los caballos).
b) Ordinal (lugar ocupado en la carrera).
c) Por intervalos (tiempo durante el recorrido).
Del ejemplo anterior podemos establecer las siguientes definiciones:
Escala nominal es la que se usa para asignarle una etiqueta a las
categorías que se construyen de la variable con el único fin de
distinguir unas de otras.
Escala ordinal es la que permite ordenar o jerarquizar las categorías
que se construyen de la variable que se evalúa.
Escala de medición por intervalos es la que permite clasificar, ordenar
y cuantificar las categorías que se establecen de la variable.
La escala de medición por intervalos es la de mayor nivel de medición e incluye las dos
anteriores; para poder usarse con la precisión deseada es necesario fijar un patrón de
medida que cuantifique a la variable con la misma exactitud, cuantas veces sea medida.
Algunos de los patrones que se usan son:
Años, kilos, litros, pesos, etcétera.
39
ACTIVIDAD DE REGULACION
Analiza el siguiente problema y establece todas las variables que consideres
importantes, clasifícalas y determina el tipo de escala que se usaría en cada una.
El 16 de septiembre de un determinado año, se llevó a cabo el maratón de la libertad; en
él participaron 15 mil maratonistas, quienes por su esfuerzo todos recibieron una medalla
de participación y los premios que se repartieron fueron los siguientes:
1er. lugar: $ 100,000.00
2do. lugar: una residencia
3er. lugar: un Gran Marquís
4to. lugar: un VW
5to. lugar: una motocicleta
1.2.3 Distribución de Frecuencias Absolutas y Relativas
Las primeras tareas de la Estadística descriptiva son ordenar, clasificar y resumir los
datos obtenidos en la investigación de campo, para ello se concentran en tablas de
frecuencia y éstas pueden ser:
a) Absoluta.
b) Relativa.
c) Acumulada.
Con el análisis de las frecuencias podemos determinar la tendencia de la variable en
estudio que como ya se dijo, ésta puede ser nominal, ordinal o cuantitativa y sus
respectivas escalas de medición: nominal, ordinal o por intervalos, respectivamente.
6. Analicemos el siguiente ejemplo:
La maestra de orientación del Plantel 11 dio una conferencia al grupo 603 sobre
las características y bondades de las carreras de Ingeniería, Química,
Metalúrgica y Actuaría. Al final de la conferencia pidió que llenaran un
cuestionario donde especificaron además de los datos personales, la carrera de
preferencia. Se obtuvieron los siguientes resultados:
I, A, M, Q, Q, M, A, I, M, Q, A, Q, I, Q, M,
Q, M, M, A, Q, I, Q, M, I, I, Q, M, M, A, I,
M, A, A, Q, I, M, Q, Q, A, M, A, Q, M, A, Q,
40
En base a los datos del problema contesta lo siguiente:
a) Establece la variable que se analiza. _______________________________
b) ¿Qué tipo de variable es? _______________________________________
c) ¿Qué tipo de escala define la variable? ____________________________
La forma en que se obtuvieron los datos, se muestra en la tabla anterior. Como
podrás observar en esta forma es difícil interpretar la información, por lo que
elaboramos la siguiente tabla de frecuencias:
1. Carrera que prefieren los alumnos del grupo 603 del Plantel 11 del Colegio
de Bachilleres.
2.
3.
4.
CATEGORÍAS
I
Q
M
A
Total
NÚMERO DE ALUMNOS
IIII III
IIII IIII IIII
IIII IIII III
IIII IIII
f
8
14
13
10
45
7. Encuesta realizada por la maestra de orientación del Plantel 11, el 12 de
septiembre de 1993.
El número de columnas de una tabla es variable y depende de la información
que se quiera registrar.
En nuestro ejemplo podemos suprimir la columna 2 que representa el conteo de
la variable el cual se puede realizar en otras hojas de trabajo.
En la tercera columna se registra la frecuencia.
definición
Frecuencia es el número de veces que se repite la misma observación. Se
simboliza con fi.
Analiza la tabla y contesta las siguientes preguntas:
a) ¿Cuál categoría es la de mayor frecuencia? ________________________________
41
b) ¿Qué información podemos determinar con la categoría de mayor frecuencia?
___________________________________________________________________
c) ¿Qué carrera es la menos solicitada? _____________________________________
De la tabla del ejemplo anterior puedes notar que las partes de una tabla de frecuencias
debe contener las siguientes partes:
1. Título. Este describe la información más importante del problema como es:
a) La variable.
b) La muestra o población.
c) A quién corresponde la muestra.
2. Encabezado. Este describe el tipo de información que se describe en cada columna.
3. Cuerpo. El cuerpo agrupa el contenido de la información.
4. Final. En el final se registran los totales.
5. Fuente. En esta parte se debe especificar: cómo, quién, en dónde y cuándo se
tomaron los datos.
Estas partes son comunes a todas las tablas que se elaboren en un estudio, para que el
que las analice tenga toda la información y pueda hacer deducciones de los resultados.
Del ejemplo anterior se deduce la siguiente información:
a) Variable: Carrera de preferencia.
b) Tipo de variable: Cualitativa nominal.
c) Tipo de escala: Nominal.
d) Carrera de mayor aceptación: Química.
e) Carrera de menor aceptación: Ingeniería.
8. Analicemos el siguiente ejemplo:
Se realiza un torneo relámpago de fútbol entre los planteles del norte del Colegio
de Bachilleres que son el 1, 2, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 18, 19. El torneo se realizó en tres
fechas con sede en el Plantel de menor número. En la primera vuelta se sortean los
42
equipos pares e impares. Para la segunda ronda se sortean para jugar un par con un
impar, y la tercera y última ronda se jugará de acuerdo con el lugar que tengan al final de
la segunda ronda. Se formaron las parejas en el orden siguiente: 1er. lugar con 2do.
lugar, 3º. con 4to., etcétera.
Los premios serán hasta el 5to. lugar y serán:
1er. lugar: Diploma y $ 5,000.00
2do. lugar: Diploma y $ 3,000.00
3er. lugar: Diploma y $ 1,000.00
4to. lugar: Diploma y un paquete de libros clásicos para cada uno.
5to. lugar: Diploma.
Los resultados que se obtuvieron al finalizar el torneo son:
RESULTADOS DE CADA EQUIPO
Vuelta
Plantel
1
Goles
2
Goles
3
Goles
Totales
1
3
2
4
9
2
5
3
5
13
6
4
1
0
5
7
3
0
2
5
9
2
3
4
9
11
5
4
3
12
12
2
2
1
5
13
4
3
1
8
18
3
1
0.
4
19
5
3
2
10
Con los datos anteriores formamos la tabla de frecuencias:
1. Resultados obtenidos del torneo relámpago efectuado por los 10 planteles de la zona
norte, efectuado los tres primeros domingos del mes de septiembre de 1993.
2.
3.
Plantel
2
11
19
1
9
13
6
7
12
18
Total
Número de goles (fi)
13
12
10
9
9
8
5
5
5
4
80
Lugar que ocupó
1º.
2º.
3º.
4º.
4º.
5º.
6º.
6º.
6º.
7º.
4.
5. Tabla de posiciones elaborado por el árbitro y los abanderados que participaron en el
torneo relámpago.
Del ejemplo anterior contesta las siguientes preguntas:
43
a) ¿En cuántas categorías se agrupan los elementos del problema?
b) ¿Cuál es la variable del problema?
c) ¿Qué valores toma la variable?
Analicemos el siguiente problema:
9. El gerente de una Empresa, Kimberly preocupado por el pago de energía
consumida solicito al jefe de planta, un estudio del consumo diario durante el
mes de agosto. Los resultados obtenidos. KW/hr (kilowatts por hora) son los
siguientes:
Con esta información ordenamos los datos de una tabla de frecuencias:
1. Consumo de energía en KW/hr de la empresa Kimberly correspondiente al mes
de agosto de 1993.
2.
3.
4.
Consumo
KW/hr
5
6
7
8
9
10
11
12
Total
fi
2
3
4
5
6
5
3
2
30
5. Investigación elaborada por el jefe de planta, datos tomados del consumo diario
del mes de agosto de 1993.
Del problema anterior contesta las siguientes preguntas:
a) Define la variable del problema: ___________________________________
b) ¿Qué tipo de variable es? ________________________________________
c) ¿Qué valores toma la variable? ___________________________________
44
d) ¿Qué tipo de escala define la variable? _____________________________
e) ¿Cuál es la mayor frecuencia de la variable? _________________________
f) ¿Qué frecuencia tiene la variable cuya categoría es 10? ________________
Respuestas:
a) La variable del problema es “consumo en KW/hr”.
b) La variable es de tipo cuantitativo o numérica continua.
c) Los valores de la variable se encuentran en un rango de 5 a 12 KW/hr.
d) El tipo de escala que define la variable es por intervalos.
e) La mayor frecuencia es 6 y significa en 6 días del mes se tiene consumo de
9 KW/hr.
f)
La frecuencia de la categoría 10 es 5 lo cual significa que en 5 días del mes
hubo un consumo de 10 KW/hr.
Ya quedó establecido que el número de veces que se repite la misma
observación se llama frecuencia (fi) o frecuencia absoluta y el conocimiento de
esta variable nos permite inferir otro conocimiento. En nuestro ejemplo podemos
ver en cuántos días hubo el mismo consumo, en cuántos días hubo el menor
consumo o en cuántos días hubo el mayor consumo.
También podemos inferir hacia dónde se carga el mayor o menor consumo.
Otro parámetro importante es la frecuencia relativa que simbolizaremos con “fr”,
ésta se obtiene dividiendo la frecuencia absoluta (fi) entre el número de
elementos de la muestra que simbolizaremos con (n).
La definición matemática es:
fr =
f
. . . . . . . . . ( 1)
n
De la ecuación ( 1 ) puedes observar que la frecuencia relativa se puede
expresar como una razón, como una proporción o como un porcentaje ( % ).
Veamos el siguiente ejemplo:
10. La puntuación obtenida en un examen que se aplicó a 100 obreros de la
fábrica de vidrio el Fanal, es la que se muestra en la siguiente tabla de
frecuencias:
45
1. Resultados del examen aplicado a 100 obreros de la fábrica de vidrio el
Fanal.
2.
3.
4.
Puntuación
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Total
fi
1
2
3
5
6
8
20
25
15
10
5
100
Razón
1/100
2/100
3/100
5/100
6/100
8/100
20/100
25/100
15/100
10/100
5/100
100/100
Frecuencia relativa ( fr )
Proporción
Porcentaje
0.01
1%
0.02
2%
0.03
3%
0.05
5%
0.06
6%
0.08
8%
0.20
20 %
0.25
25 %
0.15
15 %
0.10
10 %
0.05
5%
1.00
100 %
5. Investigación realizada por el jefe del departamento de capacitación de la
fábrica de vidrio el Fanal, el 5 de septiembre de 1993.
Analiza la tabla anterior y contesta las siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es la variable del problema? ________________________________
b) ¿Qué escala define a la variable? _________________________________
c) ¿Qué puntuación tiene la mayor frecuencia? ________________________
d) ¿Qué porcentaje de obreros reprobó el examen si la calificación aprobatoria
es de 6 a 10? _________________________________________________
e) De este resultado, ¿qué puede inferir el jefe del departamento de
capacitación? _________________________________________________
Definición
Frecuencia relativa (fr) es la proporción de elementos que pertenecen a una
categoría y ésta se obtiene dividiendo su frecuencia absoluta entre el número
total de elementos de la muestra.
46
ACTIVIDAD DE REGULACION
Elabora una tabla de frecuencias de los ejemplos 4, 5, 6 y agrega en la tabla la columna
de frecuencia relativa (fr) en sus tres formas de expresión.
Hasta el momento, en los problemas que hemos analizado las muestras son pequeñas
(n es pequeño). Sin embargo cuando la muestra o población se compone de un
considerable número de elementos, la tabla de frecuencias se elabora agrupando los
datos en clases y ahora la tabla se llama “Tabla de frecuencias con datos agrupados”.
La formación de clases o intervalos de clase que simbolizaremos con (k) es muy variado
y depende generalmente del tamaño del rango de la población o muestra.
Definición
Rango (R) es el intervalo en que se distribuyen los datos en observaciones de
una muestra y se determina restándole al mayor valor el menor valor.
La definición matemática del rango es:
R = Xn – x1 . . . . . . . . . . . . . (2)
Xn = valor mayor
X1 = valor menor
No existe alguna ley que defina cómo obtener el número de clases; pero la experiencia
recomienda que no sea menor que 5 ni mayor de 20, esto es:
5 ≤ k ≤ 20 . . . . . . . . . . . . . . (3)
k = número de clases
Una vez definido el número de clases (k), para obtener la amplitud de clase (A)
aplicamos la siguiente ecuación:
A=
R
. . . . . . . . . . . . . . (4)
K
Otra forma de determinar el número de intervalos de clase (k) es mediante la ecuación
de Sturges y ésta es:
K = 1 + 3.322 (log n) . . . . . (5)
47
Donde:
k = número de intervalos
n = tamaño de la muestra
log = logaritmo en base 10
Veamos el siguiente ejemplo:
11. El gerente de una compañía de ventas al mayoreo de diferentes tipos de mercancías
desea conocer el comportamiento de las llamadas telefónicas durante los meses de
marzo y abril del año en curso; por lo que le encomienda a su secretaria que realice
esa investigación. La secretaria obtuvo los siguientes datos, en número de llamadas
por día:
30, 38, 36, 35, 29, 28, 30, 35, 40, 48, 50, 20, 25, 56, 30
27, 29, 46, 41, 31, 31, 31, 39, 28, 36, 37, 52, 44, 49, 52
56, 58, 40, 39, 38, 40, 27, 24, 30, 32, 35, 38, 26, 25, 24
60, 55, 48, 37, 31, 30, 22, 20, 24, 26, 23, 22, 28, 27, 48
La secuencia de operaciones es la siguiente:
1. Ordenamos la información en sentido creciente.
2. Determinamos X1 y Xn.
3. Calculamos el rango R.
4. Calculamos k mediante la ecuación de Sturges.
5. Determinamos la amplitud de la clase A.
6. Elaboramos la tabla de frecuencias con datos agrupados; para ello colocamos el
primer intervalo en el primer renglón y formamos los siguientes de acuerdo con la
amplitud.
Respuestas:
1. 20, 20, 22, 22, 23, 24, 24, 24, 25, 25, 26, 26, 27, 27, 27, 28
28, 29, 29, 30, 30, 30, 30, 30, 31, 31, 31, 32, 35, 35, 35, 36
36, 37, 37, 38, 38, 38, 38, 39, 39, 40, 40, 40, 41, 44, 46, 48
48, 48, 49, 50, 52 ,52, 55, 56, 56, 57, 58, 60
2. X1 = 20
Xn = 60
3. R = Xn – X1 = 60 – 20 = 40
4. K = 1 + 3.32 1n (60) = 1 + 3.322 (1.7781) = 1 + 5.9 1 + 6 = 7
48
5. A = R _ = _40_ = 5.7
K
7
Cada uno de los intervalos de clase debe contener 6 valores en total.
6. Determinamos cada intervalo:
1. Número de llamadas telefónicas correspondientes a los meses de marzo y abril.
2.
3.
4.
5.
Clases (K)
20-25
26-31
32-37
38-43
44-49
50-55
56-61
Total
f
10
17
8
10
6
4
5
60
Frecuencia relativa ( fr )
Proporción
Porcentaje
0.17
17%
0.28
28%
0.13
13%
0.17
17%
0.10
10%
0.07
7%
0.08
8%
1.00
100 %
Razón
10/60
17/60
8/60
10/60
6/60
4/60
5/60
60/60
Información investigada y elaborada por la secretaria de la gerencia de la
empresa.
El uso de los intervalos de clase es con la finalidad de condensar la información para
facilitar su manejo.
Los valores extremos de cada clase se conocen como límites de clase. El valor menor
se llama límite inferior de la clase y el mayor se llama límite superior de clase.
Analiza la tabla y contesta las siguientes preguntas:
a) Escribe el límite inferior de la clase de mayor frecuencia ______________________
b) Escribe el límite superior de la clase de menor frecuencia _____________________
c) ¿Qué porcentaje representa la clase de mayor frecuencia? ____________________
En el ejemplo anterior la variable es discreta porque las llamadas telefónicas siempre se
toman como valores enteros toda vez que no podemos hablar de fracciones de llamadas
telefónicas.
49
Si analizamos los intervalos de clase del ejemplo anterior podemos notar lo siguiente:
De un intervalo a otro hay un salto por ejemplo:
1er. intervalo
20 – 25
2do. Intervalo
26 – 31
Veámoslo en una gráfica lineal.
1er. intervalo
20
2do. intervalo
25
26
3er. intervalo
31
32
36
En la gráfica podemos ver que al formar los intervalos de clase hay un valor entre clase y
clase que se pierde.
Como la variable es discreta sabemos que entre estos valores no hay ninguna
información que se pierda; pero ¿qué pasa si la variable es continua?, en estos casos si
hay la posibilidad que entre el 25 y 26 se pierdan los valores comprendidos como es
25.1, 25.3, 25.6, etcétera.
Para evitar este error, si la variable es continua, entonces después de haber determinado
los límites de clase, se fijan otros límites que inician medio punto antes y medio punto
después; de esta forma no hay posibilidad de perder información.
A cada uno de estos nuevos límites se le llama “límite real de clase”.
Veamos el mismo ejemplo anterior.
Límites de clase
Límites reales de clase
CLASES
20-25
36-31
32-37
38-43
44-49
50-55
56-61
LÍMITES REALES
19.5 – 25.5
25.5 – 31.5
31.5 – 37.5
37.5 – 43.5
43.5 – 49.5
49.5 – 55.5
55.5 – 61.5
50
Si representamos los límites reales de clase en una gráfica lineal podemos observar que
ya no hay saltos entre cada clase:
1er. intervalo
19.5
23
2do. intervalo
25.5
29
31.5
35
De la tabla anterior contesta las siguientes preguntas:
a) Escribe en la línea el límite real inferior de la tercera clase ____________________
b) Escribe en la línea el límite real superior de la quinta clase ____________________
c) Escribe en la línea el límite superior de la segunda clase _____________________
Al cambiar los límites reales de clase, el valor del intervalo de clase (A) no cambia y para
determinarlo aplicamos la siguiente ecuación:
A = Xs – Xi . . . . . . . . . . . . . . . (6)
Xs = Límite superior de cualquier clase
Xi = Límite inferior de la misma clase considerada
Por ejemplo para la 4ta. Clase del ejemplo anterior
Xs = 43.5
Sustituyendo en (6) obtenemos:
Xi = 37.5
A = 43.5 – 37.5 = 6
Apliquemos la misma ecuación para la misma clase si la variable es discreta:
Xs = 43
A = 43 – 38 = 5
Xi = 38
De este resultado se infiere que para la variable discreta debe aplicarse la siguiente
ecuación:
A = Xs – Xi = 1
. . . . . . . . (7)
A = 43 + 38 + 1 = 6
51
Otra característica importante del intervalo de clase o marca de clase es el punto medio
de clase o marca de clase (Mi).
Definición
La marca de clase es el valor del punto que se localiza a la mitad del
intervalo de cada clase o intervalo real de clase.
Su definición matemática es:
M1 =
Xs
− X1 . . . . . . . . . . . (8)
2
Determinemos los puntos medios o marcas de clase del mismo ejemplo anterior en los
dos tipos de intervalos.
Límites de clase
(variable discreta)
CLASES
MI
20-25
22.5
36-31
28.5
32-37
34.5
38-43
40.5
44-49
46.5
50-55
52.5
56-61
58.5
Límites reales de clase
(variable continua)
CLASES
MI
19.5 – 25.5
22.5
25.5 – 31.5
28.5
31.5 – 37.5
34.5
37.5 – 43.5
40.5
43.5 – 49.5
46.5
49.5 – 55.5
52.5
55.5 – 61.5
58.5
De la tabla se deduce que el punto medio de clase (Mi) o marca de clase es el mismo en
cada clase para ambas variables (discreta o continua).
ACTIVIDAD DE REGULACION
En el siguiente problema, elabora una tabla de frecuencia de datos agrupados con 5
columnas con el siguiente encabezado:
1.
2.
3.
4.
5.
Clases.
Límites reales de clase.
Punto medio de clase o marca de clase.
Frecuencia absoluta (fi).
Frecuencia relativa (fr).
52
Problema: En una cadena de tiendas, la venta de líquido anticongelante para
automóviles, (en número de litros) en un determinado día de diciembre fue el que se
indica:
216, 269, 235, 235, 224, 249, 244, 240, 252, 210, 256
228, 233, 239, 253, 237, 221, 273, 229, 236, 215, 260
230, 228, 230, 255, 245, 244, 230, 231, 240, 222, 223
Hasta el problema anterior hemos mostrado cómo organizar los datos en una tabla de
frecuencia de datos agrupados en clases y también hemos incluido la fracción o
porcentaje de cada clase (fr). Esta información nos ha permitido hacer algunas
inferencias.
A continuación veremos otra característica de la muestra que nos permitirá un análisis
más amplio de los resultados.
1.2.4 Distribución de Frecuencias Acumuladas.
La frecuencia acumulada (Fi) es otra característica de la muestra que nos permitirá
determinar la posición de un caso particular que nos interese en comparación con el total
de los elementos.
DEFINICIÓN:
Frecuencia acumulada (Fi) de una clase es la que se obtiene sumando las
frecuencias de las clases anteriores con la frecuencia de ésta.
Su definición matemática es:
3
F3 =
∑
f1 + f2 + f3
i =1
n
Fn =
∑
f2 + f2 + . . . fn
. . . . . . . . . . (9)
i=1
Al calcular la frecuencia acumulada (F1) podemos determinar su frecuencia relativa
acumulada (Fr) en la forma ya explicada mediante la ecuación (1), esto es:
Fr =
F
.
n
. . . . . . . (1)
Regresemos al problema (11) de las llamadas telefónicas y calculemos la frecuencia
acumulada (f1) y la frecuencia relativa acumulada (Fr).
53
1
CLASES
20-25
26-31
32-37
38-43
44-49
50-55
56-61
Total
2
LÍMITES
REALES
3
MARCA DE
CLASE (MI)
4
FREC.
ABS. (f1)
5
FREC.
REL. (FI)
19.5-25.5
25.5-31.5
31.5-37.5
37.5-43.5
43.5-49.5
49.5-55.5
55.5-61.5
22.5
28.5
34.5
40.5
46.5
52.5
58.5
10
17
8
10
6
4
5
60
0.17
0.28
0.13
0.17
0.10
0.07
0.08
1.00
6
7
FREC. ACUMULADA
FI
FR
10
27
35
45
51
55
60
0.17
0.45
0.58
0.75
0.85
0.92
1.00
La frecuencia acumulada para la 4ta. Clase es F = 45; de este valor se infiere que hasta
esta clase corresponden 45 de las 60 observaciones realizadas.
También se infiere que a esta clase corresponden un número menor o igual a 43
llamadas telefónicas.
La frecuencia relativa de esta clase es F = 0.75. este valor significa que hasta esta clase
corresponde el 75% de todas las llamadas.
Analiza la tabla y contesta las siguientes preguntas:
a) ¿A qué clase corresponde F2 y cuál es su valor? ____________________________
b) Indica el porcentaje de llamadas para F5 __________________________________
c) ¿Qué número de llamadas telefónicas corresponde a F5? _____________________
Como pudiste notar en la tabla anterior, la frecuencia acumulada nos permite determinar
el número de llamadas menor o igual que el límite superior de la clase correspondiente,
por lo tanto a esta columna la podemos significar con el término menor que.
Si queremos determinar el número de llamadas mayor que, lo que tenemos que hacer es
desacumular la frecuencia y para ello en lugar de sumar restamos al número de
observaciones (n) la frecuencia de la clase (fi) correspondiente.
Veámoslo en la tabla del ejemplo anterior.
1
CLASES
20-25
26-31
32-37
38-43
44-49
50-55
56-61
Total
2
MARCA DE
CLASE (Mi)
3
FREC.
ABS. (fi)
4
FREC.
REL. (fr)
22.5
28.5
34.5
40.5
46.5
52.5
58.5
10
17
8
10
6
4
5
60
0.17
0.28
0.13
0.17
0.10
0.07
0.08
1.00
5
6
Fi ACUMULADA
menos que
más que
10
27
35
45
51
55
60
54
50
33
25
15
9
5
0
7
8
FREC. RELAT.
menos
más
0.17
0.45
0.58
0.75
0.85
0.92
1.00
.83
.55
.42
.25
.15
.08
.00
La columna 7 correspondiente a “más que” se interpreta de la siguiente forma: para F =
15 significa que 15 de los 60 días que se analizan, tuvieron un número de llamadas
mayor o igual a 44 y a este número de llamadas equivale al 25% del total.
Analiza la gráfica y contesta las siguientes preguntas:
a) Para F = 25 indica el número de llamadas que le corresponden y a qué porcentaje
pertenecen.
ACTIVIDAD DE REGULACION
En el siguiente problema elabora las 10 columnas de la tabla de frecuencias y explica lo
que se deduce de las clases 3 y 5.
En la caseta de cobro de la autopista a Pachuca ingresaron durante las 48 horas del 19
de septiembre, después del puente, el número de vehículos por hora que a continuación
se indica:
13 19 22 14 13 16 19 21
23 11 27 25 17 17 13 20
23 17 26 20 24 15 20 21
10 22 18 25 16 23 19 20
21 17 18 24 21 20 19 26
Con los ejemplos anteriores pudiste notar que la tabla de frecuencias nos permite inferir
ciertos conocimientos de la variable que se analiza.
Otra forma de analizar la información e inferir ciertos conocimientos, es mediante la
representación gráfica de los mismos.
1.2.5 Gráficas
Al representar en una gráfica la información concentrada en la tabla de frecuencias, ésta
es un recurso visual que nos permite tener una idea clara, precisa, global y rápida acerca
de las observaciones de una muestra o población.
Existen muchos tipos de gráficas en las que se pueden representar la frecuencia
absoluta (fi), relativa (fr) y acumulada (Fi) y con ellas podemos estimar algunos valores
con la simple observación.
55
Los diferentes tipos de gráfica que podemos usar para representar las observaciones de
un determinado problema y la selección de este tipo, dependen de la variable en estudio.
Si la variable en estudio es del tipo cualitativo, los gráficos pueden ser:
a) De barras; horizontales o verticales.
b) Circulares.
c) Pictogramas, etcétera.
Si la variable en estudio es de tipo cuantitativo, los gráficos que podemos usar para su
representación gráfica son:
a) Histogramas.
b) Polígonos de frecuencias que a continuación analizaremos.
1.2.6 Histograma y Polígono de Frecuencias.
El histograma es la forma más usual para analizar las características observables de una
variable continua.
Definición
Histograma es la representación gráfica en el plano coordenado de las
características concentradas en la tabla de frecuencias de una variable
continua.
Para trazar el histograma, la secuencia de operaciones es:
1.
En los ejes coordenados del plano cartesiano representamos los datos de la
siguiente forma:
a) En el eje de las abscisas (horizontal) se representan las clases con sus límites
reales de clase y las marcas de clase (Mi) de cada intervalo.
b) En el eje de las ordenadas (vertical) representamos las frecuencias absolutas en
que ocurre la variable.
56
2.
Por los límites reales superior e inferior de cada clase se trazan barras verticales
que se cortan mediante una horizontal que se traza a la altura del punto
correspondiente a la frecuencia de cada clase.
3.
Por la naturaleza continua de la variable, los rectángulos se trazan adyacentes, toda
vez que en esta forma se debe dividir el eje horizontal.
4.
El área representada por cada barra es equivalente a la proporción de la frecuencia
del intervalo de clase correspondiente con respecto al total.
Analicemos el siguiente problema:
11. Al gerente general de la empresa “Conductores Monterrey” le interesa conocer
la antigüedad de sus trabajadores, por lo que le indica al gerente de personal
que realice un análisis del problema.
El gerente de personal recabó de los expedientes la siguiente información
sobre los años de antigüedad:
13, 19, 22, 14, 13, 16, 19, 21
23, 11, 27, 25, 17, 17, 13, 20
23, 17, 26, 20, 24, 15, 20, 21
23, 17, 29, 17, 19, 14, 20, 20
10, 22, 18, 25, 16, 23, 19, 20
21, 17, 18, 24, 21, 20, 19, 26
Con esta información decidió representarlos en una gráfica (histograma). Recuerda
la secuencia de operaciones que establecimos:
1. Ordenamos los datos en sentido creciente:
10, 11, 13, 13, 13, 14, 14, 15, 16, 16, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 18,
18, 19, 19, 19, 19, 19, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 21, 21, 21, 21,
22, 22, 23, 23, 23, 23, 24, 24, 25, 25, 26, 26, 27, 29.
2. Calculamos el rango R, para ello determinamos los valores mayor y menor de
las puntuaciones.
Xn = 29
Xi = 10
3. Calculamos R = Xn – X1 = 29 – 10 = 19
R = 19
57
4. Calculamos el número de clases (K), para ello determinamos (n)
N = 48; K = 1 + 3.322 log48 = 1 + 3.322 (1.68) = 1 + 5.58 = 6.58 K = 7
5. Determinamos la amplitud de cada clase (A)
A=
R
K
=
19
7
=
2.7
∴
A=3
Se han redondeado los valores de K y A porque el número de clases y la
amplitud de la clase nunca serán fraccionarios.
6. Determinamos cada intervalo de clase y para ello calculamos los límites de
clase y los registramos en la primera columna de la tabla.
1. Números de años cumplidos de antigüedad de los obreros de la empresa
“Conductores Monterrey”, hasta el 30/IX/1993.
2.
1
CLASES
3.
4.
10-12
13-15
16-18
19-21
22-24
25-27
28-30
Total
2
LÍMITES
REALES
9.5-12.5
12.5-15.5
15.5-18.5
18.5-21.5
21.5-24.5
24.5-27.5
27.5-30.5
3
P. MEDIO
DE CLASE
(MI)
11
14
17
20
23
26
29
4
5
FREC.
(fi)
FREC.
(fr)
2
6
10
16
8
5
1
48
0.042
0.125
0.208
0.333
0.167
0.104
0.021
1.000
6
7
8
FRECUENCIA ACUMULADA
F
F30
MENOR Q MAYOR Q
Fr
2
8
18
34
42
47
48
46
40
30
14
6
1
0
0.042
0.167
0.375
0.708
0.875
0.979
1.00
5.
Información investigada por el gerente de personal de la empresa.
6.
Trazamos los ejes del plano coordenado, fijamos una escala para cada eje y
representamos en el vertical las frecuencias y en el eje horizontal las clases.
La mayor frecuencia es f4 = 16 por lo que con la escala establecida en cm. Marcamos
16 divisiones en el eje vertical.
En el eje horizontal no es necesario iniciar por el cero, en nuestro ejemplo podemos
iniciar a partir de 9, indicando que se trunca una parte del eje horizontal.
58
fi
15
10
5
0
10
15
20
25
30
x
Gráfica No. 1
Analiza la gráfica anterior y piensa que eres el gerente general. Explica con tus propias
palabras toda la información sobre la antigüedad de los obreros, que puedas inferir de
ella.
Comenta tus resultados con tu profesor o asesor.
Las líneas verticales punteadas corresponden al punto medio o marca de clase y éste
nos indica el promedio de las puntuaciones en cada clase.
En nuestro ejemplo para la tercera barra, el promedio en años cumplidos de los obreros
de la empresa ubicados en esa clase es de M3 =17 años y como la frecuencia es f3 = 10
Obreros con la misma antigüedad.
Otra gráfica que permite describir los datos de una distribución de frecuencias es el
polígono de frecuencias.
59
1.2.7 Polígono de Frecuencia
El polígono de frecuencia se construye a partir de los datos de la tabla de frecuencias.
Sobre el eje horizontal se levanta por el punto medio segmentos verticales punteados
que terminan a la altura de su frecuencia de clase, se unen los puntos superiores con un
segmento de recta que empieza medio punto antes del límite superior de la última clase.
De nuestro ejemplo anterior obtenemos:
POLÍGONO DE FRECUENCIAS
fi
15
10
5
0
8
10
15
20
25
30
x
Gráfica No. 2
Otra forma de trazar el polígono de frecuencias es:
a) Sobre el histograma se trazan segmentos punteados que inician en el punto medio de
clase y terminan a la altura del rectángulo.
b) Se unen los puntos finales de éstos segmentos con una línea continua que inicia
medio punto antes del límite inferior de la primera clase y termina medio punto
después del límite superior de la última clase (ver Gráfica No. 1).
Si en la escala vertical en lugar de representar las frecuencias absolutas, representamos
la frecuencia relativa, obtenemos un polígono de frecuencia acumulada.
Veámoslo en el mismo ejemplo anterior.
60
POLÍGONO DE FRECUENCIA ACUMULADA RELATIVA (Fr)
Fr
1.0
0.5
0
10
15
20
25
30
x
Gráfica No. 3
Analiza la gráfica e indica toda la información que puedes obtener.
Si observas las gráficas 2 y 3 harás notado que son muy parecidas y su tamaño
dependerá de la escala que se use.
Si los intervalos de clase se toman cada vez más pequeños, entonces los puntos se
unen con segmentos curvos que van suavizando la forma del polígono de frecuencias
hasta tomar una forma parecida a la siguiente gráfica.
fr
0
x
µ
Gráfica No. 4
61
Al graficar las columnas 6 y 7 de la tabla de frecuencias de nuestro ejemplo,
correspondientes a la frecuencia acumulada, obtenemos otras gráficas diferentes a las
anteriores.
1.2.8 Polígono de Frecuencia Acumulada
La gráfica de la frecuencia acumulada es muy útil porque en ella podemos determinar
cuántas observaciones hay por arriba o por debajo de algún valor que nos interese.
La gráfica que se obtiene de la frecuencia acumulada también se conoce con el nombre
de ojiva.
Para trazar dicha gráfica se procede como en los gráficos anteriores, es decir, en el eje
horizontal se trazan los intervalos de clase y marcas de clase y en el vertical las
frecuencias acumuladas.
De nuestro ejemplo tomando los datos de la tabla y las columnas 6 y 7 obtenemos:
POLÍGONO DE FRECUENCIA ACUMULADA OJIVA MENOS QUE
Fi
50
40
30
20
10
menos
que
10
15
20
25
30
Años de
Antigüedad
en la
empresa
Gráfica No. 5
Analiza la gráfica y escribe con tus propias palabras la información que puedes deducir
de ella.
62
Ya vimos que al desacumular las frecuencias obtenemos la gráfica mayor que, tomamos
los datos de la columna 7 y obtenemos:
Fi
50
40
30
20
10
mas
que
10
15
20
25
30
Años de
Antigüedad
en la
empresa
Gráfica No. 6
Analiza la gráfica y escribe en la línea el número de trabajadores que tengan una
antigüedad mayor que:
a) 10 años
c) 18 años
e) 25 años
b) 13 años
d) 20 años
f) 30 años
La variable del problema que hemos analizado es de tipo cuantitativa continua, si la
variable que analices es cuantitativa discreta, entonces puedes darle el mismo
tratamiento para el trazo de las gráficas o bien puedes prescindir de la columna número
2 y trazar el histograma con los saltos que da la variable de un intervalo a otro.
ACTIVIDAD DE REGULACION
Traza la gráfica de la columna 8 de nuestro ejemplo (fr) y analiza la información que se
puede determinar de ella.
63
Ahora analizaremos las gráficas de problemas cuya variable sea cualitativa.
1.2.9 Gráficas Circulares, Diagramas de Barras, Pictogramas y Gráficas de Líneas
Gráficas Circulares.
Una forma de representar datos u observaciones de una variable cualitativa es mediante
un diagrama circular.
Para trazar la gráfica, se hace una distribución proporcional de las frecuencias del
problema con respecto a la circunferencia determinando sectores circulares para cada
categoría.
Veamos el siguiente ejemplo:
12. El gobierno de la ciudad de México promocionó cursos dominicales para todas las
personas que quieran aprender alguna habilidad artesanal o artística; los cursos se
realizarán de 8:00 a 12:00 hrs. Las inscripciones quedan abiertas todo el mes de
septiembre.
Al final del mes, la inscripción fue la que se muestra en la siguiente tabla:
CURSOS
Música
Pintura
Danza
Tejido
Bordado
Ajedrez
Total
No. DE PARTICIPANTES (fr)
250
350
200
400
100
500
1800
Para distribuir cada clase en la circunferencia se aplica una regla de tres simple
relacionando el total de inscritos (1800) a 360º que tiene la circunferencia y de esta
relación determinamos la parte que le corresponde a cada curso.
El planteamiento de cada distribución es:
1800 es a 360º
como
250 es a x
1800
360º
250
x
64
Recuerda que para hallar el resultado se multiplica como se indica con las flechas y se
despeja la incógnita, obteniendo:
1800x = 360º (250)
x =
360° (2500 )
= 50°
1800
De la misma forma calcula los demás valores.
Los resultados que debiste obtener son los que se muestran en la tabla:
CATEGORÍAS
Música
Pintura
Danza
Tejido
Bordado
Ajedrez
Total
FRECUENCIA (fI)
250
350
200
400
100
500
1800
GRADOS
50º
70º
40º
80º
20º
100º
360º
Para representarlos en el círculo, medimos los sectores con un transportador y trazamos
las divisiones.
1. Alumnos inscritos en los cursos dominicales.
Gráfica No 7
Para hacer resaltar las regiones, éstas se sombrean de diferente tono.
65
Una forma más útil de representar las regiones de cada categoría es distribuyéndolos en
un porcentaje y para ello la regla de tres que se plantea, se relaciona 360º representa el
100% y en base a ésta se determina el porcentaje que le corresponde a los grados de
cada categoría (curso); veamos el planteamiento:
360º es a 100
como
360º es a 100
50º es a 100
como
70º es a
x
360º
100
360º
100
50º
x
70º
x
360ºx = 50º (100)
x =
360ºx = 70º (100)
50° (100 )
500
=
360°
36
x =
x = 13.9%
70° (100 )
700
=
360°
36
x = 19.4%
De la misma forma, calcula los demás valores.
Los resultados que debiste obtener son los de la siguiente tabla:
CATEGORÍAS
Música
Pintura
Danza
Tejido
Bordado
Ajedrez
Total
FRECUENCIA (fI)
250
350
200
400
100
500
1800
GRADOS
50º
70º
40º
80º
20º
100º
360º
%
13.9
19.4
11.1
22.2
5.6
27.8
100.0
Para la representación gráfica se divide el círculo con un transportador de acuerdo a los
grados que le corresponde a cada categoría, pero ahora se registra el porcentaje.
66
1. Alumnos inscritos en los cursos dominicales:
Gráfica No. 8
Información obtenida por el coordinador de los cursos dominicales.
ACTIVIDAD DE REGULACION
Del siguiente problema representa los datos en una gráfica circular indicando el
porcentaje correspondiente a cada categoría.
Un transporte cargó su camión con los siguientes productos:
Producto A - 450 kg.
Producto B - 300 kg.
Producto C - 500 kg.
Producto D - 1600 kg.
Producto E – 1750 kg.
67
Gráficas de Barras
Otra forma de representar gráficamente las puntuaciones de un problema, es mediante
una gráfica de barras.
Para construir una gráfica de barras se trazan ejes coordenados; en el eje horizontal se
representan los valores de la variable y se traza un segmento perpendicular por cada
valor. Si se usan barras, éstas deberán tener el mismo ancho de la base.
En el eje vertical se representa la frecuencia de cada clase usando una escala
conveniente para cada puntuación. La frecuencia marca la altura de cada segmento
perpendicular o barra.
11. Analicemos el siguiente problema:
El profesor de estadística usa una escala de clasificación del 5 al 10, aprobatoria a
partir de 6. Cualquier calificación reprobatoria se refleja en un 5.
Las calificaciones obtenidas del grupo A son las que se muestran en la tabla siguiente:
Calificación
No. de Alumnos
5
3
6
8
7
12
8
8
9
5
10
4
Representa la información en una gráfica de barras, usando segmentos y barras.
CALIFICACIÓN DEL GRUPO A
fi
15
10
5
0
Calificación
5
6
7
8
9
Gráfica No. 9
Diagrama de segmentos verticales
68
10
CALIFICACIÓN DEL GRUPO A
fi
15
10
5
Categorías
0
5
6
7
8
9
10
Gráfica No. 10
Diagrama de barras
Otra forma de representar la información es mediante barras horizontales, en este caso
se invierten las escalas, es decir, en el eje horizontal se representan las frecuencias y en
el vertical los valores de la variable.
Veamos cómo quedaría la gráfica del problema anterior.
C
CALIFICACIONES DEL GRUPO A
10
9
8
7
6
5
0
fi
5
10
Gráfica No. 11
69
ACTIVIDAD DE REGULACION
Representa el mismo problema en una gráfica de barras horizontales y contesta las
siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es la variable del problema? ______________________________________
b) ¿Qué tipo de variable es? _____________________________________________
c) ¿En cuántas categorías se clasificó la variable? ____________________________
d) ¿Cuál es la frecuencia de la más alta calificación? __________________________
Pictograma
Es otra forma de representación gráfica de la información de un determinado problema.
En este tipo de gráfica se usa la imagen de la variable, por ejemplo:
a) Árboles: si la variable representa árboles.
b) Libros: si la variable representa libros.
c) Casas: si la variable representa casas.
d) Figuras de personas: si la variable son personas, etcétera.
12. Veamos el siguiente ejemplo:
El regente de la ciudad de México envió a 5 delegaciones el siguiente número de
árboles para reforestar su zona:
1. Gustavo A. Madero
5000 árboles
2. Venustiano Carranza
3000 árboles
3. Cuauhtemos
4000 árboles
4. Cuajimalpa
6000 árboles
5. Benito Juárez
7000 árboles
70
La representación gráfica de la variable mediante un pictograma es la que se muestra a
continuación:
No. DE ÁRBOLES
(en miles)
DELEGACIÓN
Gustavo A. Madero
Venustiano Carranza
Cuauhtemoc
Cuajimalpa
Benito Juárez
Para poder determinar la cantidad de elementos que representa el pictograma, se le
asigna un valor a la figura representativa. En nuestro ejemplo cada árbol representa a
mil de éstos.
ACTIVIDAD DE REGULACION
En el siguiente problema representa los datos de la variable mediante un pictograma.
Se hizo una investigación del crecimiento poblacional del municipio de Teteles de Ávila
Castillo, Estado de Puebla, la información obtenida de los archivos son:
AÑO
1985
1986
1987
1988
1989
1990
No. HABITANTES
8000
9000
10000
11000
12000
13000
71
Gráfico de Líneas
Una forma de representar gráficamente los valores de la variable de un problema en
estudio, es mediante un gráfico de líneas.
Para trazar la gráfica de líneas se usa el plano coordenado; en el eje horizontal se
representa a la variable y en el eje vertical la frecuencia. Se determinan los puntos de
corte del valor de la variable con su frecuencia y se unen estos puntos obteniéndose la
gráfica de línea que nos muestra con claridad los cambios que experimentó la variable.
14. Veamos el siguiente ejemplo:
La producción en la segunda semana de septiembre obtenida por un obrero
calificado que opera un torno revólver, con el que produce tornillos de cuerda
milimétrica, es la siguiente:
DÍA
Lunes (L)
Martes (Ma)
Miércoles (M)
Jueves (J)
Viernes (V)
CANTIDAD
4000
5500
6000
6500
5500
Producción de tornillos del obrero Pedro Rodríguez obtenida en la segunda semana de
septiembre.
fi
5000
1000
L
Ma
M
J
Gráfica No. 12
72
V
Días de la
semana
Elaboró el jefe de taller de la empresa.
a) ¿Cuál es la variable del problema? ______________________________________
b) ¿Qué tipo de variable es? _____________________________________________
c) ¿En cuántas categorías se agrupa la variable? ____________________________
d) ¿En qué día hubo mayor producción? ___________________________________
ACTIVIDAD DE REGULACION
Traza un gráfico de líneas y contesta las preguntas que se plantean.,
El número de adultos alfabetizados en el estado de Hidalgo son los siguientes:
AÑO
1985
1986
1987
1988
1989
No. ADULTOS
40,000
50,000
60,000
55,000
50,000
a) ¿Cuál es la variable del problema? ______________________________________
b) ¿Qué tipo de variable es? ______________________________________________
c) ¿En cuántas categorías se agrupa la variable? _____________________________
d) ¿En qué año hubieron mejores resultados? ________________________________
73
RECAPITULACIÓN
ANTECEDENTES DE LA ESTADÍSTICA
BOSQUEJO HISTÓRICO
FUNCIONES DE LA
ESTADÍSTICA
APLICACIONES
CLASIFICACIÓN DE LA
ESTADÍSTICA
CONCEPTOS
PRELIMINARES
CONCEPTOS BÁSICOS
PARA SU ESTUDIO
FINITA
POBLACIÓN
INFINITA
MUESTRA
VARIABLE
CUALITATIVA
CUANTITATIVA
NOMINAL
ORDINAL
ESCALA
NOMINAL
ESCALA
ORDINAL
DISCRETA
CONTINUA
ESCALA POR
INTERVALOS
TABLAS DE
FRECUENCIA
GRÁFICOS
CIRCULAR
ABSOLUTA
RELATIVA
ACUMULADA
ACUMULADA
RELATIVA
DE BARRAS
GRÁFICOS
DE LÍNEAS
PICTOGRAMAS
HISTOGRAMA
74
POLÍGONO DE
FRECUENCIA
OJIVA MENOS
QUE
OJIVA MÁS
QUE
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
Se han preparado estos ejercicios para que reafirmes tus conocimientos adquiridos en
este fascículo, resuélvelos y si tienes alguna duda, consulta a tu profesor o asesor
académico.
1. Se tiene una urna con 50 esferas numeradas progresivamente. El experimento
consiste en sacar una esfera, anotar su número y devolverla a la urna.
a) ¿Cuál es la variable? __________________________________________________
b) ¿La variable es cualitativa o cuantitativa? __________________________________
c) Si podemos sacar una esfera por tiempo indefinido, entonces ¿cómo es la población?
_________________________________________________________
d) Si únicamente podemos hacer 100 extracciones, entonces, ¿cómo es la población?
___________________________________________________________________
2. En el Plantel 2 del Colegio de Bachilleres ingresaron 8000 estudiantes. De estos se
seleccionaron 500 para estudiar las características que indican. Escribe en la línea
si la variable asociada está definida por una expresión o un número; determina si es
cualitativa o cuantitativa e indica el tipo de escala.
a) Estado de salud de cada alumno. _______________________________________
b) Estatura de cada uno. ________________________________________________
c) Número de estudiantes que ingresan. ___________________________________
d) Sexo de cada estudiante. _____________________________________________
e) ¿Cuál es y cómo es la población? _______________________________________
f)
¿Cuál es la muestra? _________________________________________________
g) Se escogen los 10 primeros lugares en puntuación. _________________________
75
3. En la Fuerza Aérea Mexicana, los aviadores toman un examen médico general en
cada 150 horas de vuelo, por lo que se analizan los expedientes de cada piloto para
citarlos a su examen. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla
correspondientes a las horas de vuelo.
222,
196,
219,
201,
211,
218,
215,
204,
211,
209,
220,
192,
194,
201,
204,
193,
203,
207,
208,
194,
199,
208,
206,
210,
212,
199,
213,
202,
211,
211,
212,
207,
204,
200,
212,
206,
207,
209,
198,
201,
212,
194,
206,
205,
209,
209,
195,
217,
217,
214,
211,
201,
207,
205,
197,
207,
209,
214,
209,
216,
205,
214,
205,
197,
209,
199,
213,
202,
209,
217,
211,
221,
199,
205,
192,
212,
206,
212,
219,
220,
216,
208,
210,
218,
215,
196,
216,
212,
205,
211,
209,
197,
193,
214,
202,
206,
207,
201,
204,
218,
209,
208,
a) Ordena los datos en una tabla de frecuencias.
b) Calcula el rango de los datos.
c) Calcula el número de clase mediante la aplicación de la fórmula de Sturges K
= 1 + 3.322 log n
d) Calcula la amplitud del intervalo A =
R
K
e) Determina los límites de clase.
f)
Determina los límites reales de clase.
g) Determina los puntos medios de clase Mi
h) Determina la frecuencia fi
i)
Determina la frecuencia relativa fr
j)
Determina la frecuencia acumulada Fi
k) Determina la frecuencia acumulada relativa.
l)
Traza el histograma y el polígono de frecuencia.
m) Traza el polígono de frecuencia acumulada relativa (ojiva).
n) Traza el polígono de frecuencia acumulada menos que.
o) Traza el polígono de frecuencia acumulada más que.
p) Traza un gráfico circular.
76
4. Los subsidios que el gobierno federal distribuyó en el año de 1993 se muestran en la
siguiente tabla.
PARAESTATAL
MILLONES EN NUEVOS PESOS
Azúcar
Conasupo
I.M.S.S.
C.F.E.
Pemex
A.S.A.
D.I.M.
F.A.M.
Ecología
C.R.M.
3,000
4,000
6,000
8,000
10,000
8,000
7,000
6,000
4,000
2,000
Con los datos de la tabla:
a) Construye un gráfico de barras verticales.
b) Un gráfico de barras horizontales.
5. La venta de libros de la librería de Cristal de los 5 años anteriores fueron los que se
muestran en la siguiente tabla.
Matemáticas
Física
Química
Filosofía
Leyes
1988
500
1000
500
500
1000
1989
1000
500
1500
500
1500
1990
1500
2500
500
1000
2000
1991
2000
2000
500
500
1000
1992
3000
1500
2000
500
500
Con los datos de la tabla elabora un pictograma.
6. El consumo en miles de libros de agua de una industria durante los primeros 10
meses del año de 1993 son los que se muestran en la siguiente tabla.
MES
No. DE LITROS EN MILES
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
octubre
50
58
62
70
80
85
80
70
65
60
Representa los datos de la tabla en un diagrama lineal.
77
AUTOEVALUACIÓN
Los resultados que debiste obtener en la solución de los problemas anteriores son los
siguientes:
Si algunos resultados no coinciden, entonces regresa a la unidad correspondiente,
repásala y aclara tus dudas con tu profesor o tu consultor académico.
1.
a) La variable es el número de la esfera.
b) Es cuantitativa.
c) La población es infinita.
d) La población es finita.
2.
a) Se define por una expresión (estado de salud) es de tipo cualitativo, es nominal,
es una variable discreta y la escala con que se cuantifica es nominal.
b) Se define por un número (número de centímetros), es de tipo cuantitativo, es una
variable continua y su escala con que se cuantifica es por intervalos.
c) Se define por un número, es de tipo cualitativo, es una variable discreta y su
escala de medición es por intervalos.
d) Se define por una expresión (sexo) es de tipo cualitativo nominal, es discreta: su
escala de medición es nominal.
e) La población está constituida por 8000 estudiantes, por lo tanto es una población
finita.
f) La muestra está constituida por 500 alumnos.
g)
La variable está definida por una expresión (lugar que ocupó), es de tipo
cualitativo ordinal, la escala con que se cuantifica es ordinal y es una variable
discreta.
78
3. DATOS ORDENADOS
a)
192
197
201
204
206
208
209
212
214
217
192
197
201
204
206
208
210
212
214
217
193
197
201
204
206
208
210
212
214
218
193
198
201
205
207
209
211
212
214
218
194
199
201
205
207
209
211
212
215
218
194
199
202
205
207
209
211
212
215
219
b) R = Xn – X1 = 222-192 = 30
194
199
202
205
207
209
211
212
215
219
195
199
202
205
207
209
211
213
216
220
196
200
203
206
207
209
211
213
216
221
196
200
204
206
208
209
211
213
216
222
R = Rango
c) K = 1 + 3.322 log(102) = 1 + 3.322(2.008) = 1 + 6.67 = 7.67 ≈ 8
K=8
d) A =
K = Número de clases
30
R
=
= 3.75 ≈ 4
K
8
A = Amplitud de clase
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
Límite de
clase
Límite real
de clase
Punto Medio
de clase
Frecuencia
Absoluta fr
Frecuencia
Relativa fr
192-195
196-199
202-203
204-207
208-211
212-215
216-219
220-223
Total
191.5-195.5
195.5-199.5
199.5-203.5
203.5-207.5
207.5-211.5
211.5-215.5
215.5-219.5
219.5-223.5
193.5
197.5
201.5
205.5
209.5
213.5
217.5
221.5
8
10
10
21
23
15
11
4
102
0.078
0.098
0.098
0.21
0.23
0.15
0.10
0.036
1.00
Frecuencia
Acumulada
Fi
8
18
28
49
72
87
98
102
Frecuencia
Relativa
Acumul. Fr
0.078
0.176
0.274
0.484
0.714
0.864
0.964
1.00
79
l)
HISTOGRAMA Y POLÍGONO DE FRECUENCIA
fi
23
21
15
11
10
8
4
0
191.5
195.5
199.5
203.5
207.5
211.5
215.5
219.5
m) POLÍGONO DE FRECUENCIA ACUMULADA RELATIVA
PUNTO MEDIO DE
CLASE
191.5
193.5
197.5
201.5
205.5
209.5
213.5
217.5
221.5
FRECUENCIA
ABSOLUTA
ACUMULADA Fi
0
8
18
28
49
72
87
98
102
80
FRECUENCIA
RELATIVA
ACUMULADA FR
0.0
0.078
0.176
0.274
0.484
0.714
0.864
0.964
1.00
223.5
Fr
1.00
0.5
0
x
191.5 193.5 197.5
201.5
205.5
209.5
213.5
217.5
n) OJIVA MENOS QUE
PUNTO MEDIO DE
CLASE
191.5
193.5
197.5
201.5
205.5
209.5
213.5
217.5
221.5
FRECUENCIA
ABSOLUTA
fi
0
8
10
10
21
23
15
11
4
81
FRECUENCIA
ABSOLUTA
ACUMULADA Fi
0
8
18
28
49
72
87
98
102
221.5
Fi
102
98
87
72
49
28
18
8
0
x
191.5 193.5 197.5
201.5
205.5
209.5
213.5
217.5
menos que → Horas de vuelo
o) OJIVA MÁS QUE
PUNTO MEDIO DE
CLASE
193.5
197.5
201.5
205.5
209.5
213.5
217.5
221.5
223.5
FRECUENCIA
ABSOLUTA
fi
8
10
10
21
23
15
11
4
0
82
FRECUENCIA
ACUMULADA
MÁS QUE
102
94
84
74
53
30
15
4
0
221.5
Fi
102
94
84
74
53
30
15
4
0
x
193.5
197.5
201.5
205.5
209.5
213.5
217.5
más que → Horas de vuelo
p) DIAGRAMA CIRCULAR DE LAS HORAS DE VUELO
202-203
(10)
196-199
(10)
204-207
(21)
192-195
(8)
220-223
(4)
208-211
(23)
216-219
(11)
212-215
(15)
83
221.5 223.5
9.8%
20.6%
9.8%
7.8%
3.9%
22.5%
10.8%
14.7%
4.
a) GRÁFICO DE BARRAS VERTICALES
$1000
10
5
0
1
2
3
4
5
6
84
7
8
9
10
b) GRÁFICO DE BARRAS HORIZONTAL
1. Azúcar
2. Conasupo
1
3. I.M.S.S.
2
4. C.F.E.
3
5. PEMEX
4
6. A.S.A.
5
7. D.I.M.
6
8. F.A.M.
7
9. Ecología
8
10. C.R.M.
9
10
$1000
0
2
4
6
8
10
5) PICTOGRAMA
Cada libro representa 500 libros
500
1988
1989
1990
Matemáticas
Física
Química
Filosofía
Leyes
85
6) DIAGRAMA LINEAL
N° de lts
en miles
100
50
10
1
2
3
4
5
6
7
1. Enero
6. Junio
2. Febrero
7. Julio
3. Marzo
8. Agosto
4. Abril
9. Septiembre
5. Mayo
10. Octubre
86
8
9
10
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
FREUD E., John, Williams J., Frank, Perles M., Benjamin. Estadística para la
administración. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. México
G., HOEL Paul. Estadística elemental. Editorial CECSA. México, 1976.
KREYSZING, Erwin.
México, 1981.
Introducción a la estadística matemática.
Editorial Limusa.
LINCOLN L., Chao. Introducción a la estadística. Editorial CECSA,. México, 1985
MENDENHALL, William.
Segami Carlos.
Introducción a la probabilidad y la estadística.
PARSEN, Emanuel. Teoría moderna de probabilidad y sus aplicaciones.
Limusa. México, 1973.
Traductor
Editorial
SEYMOUR Lipschutz. Ph. D. Teoría y problemas de probabilidad. Editorial McGraw-Hill.
México, 1973.
STEVENSON, William J. Estadística para administración y economía. Editorial Harla.
México, 1981.
TARO, Yamane. Estadística. Editorial Harla, 3ª. edición. México, 1979.
WILLOUGHBY, Stephens. Probabilidad y estadística. Publicaciones Culturales, S.A.
México, 1983.
87
88